Riassunto:
Il kernel Linux è sottoposto a un importante aggiornamento per l'algoritmo di compressione LZ4 ampiamente utilizzato. Gli sviluppatori hanno recentemente presentato una serie di patch su larga scala, sperando di ricostruire completamente l'implementazione LZ4 nel kernel, che non solo porterà miglioramenti significativi nelle prestazioni, ma porrà anche fine alla separazione e al mantenimento a lungo termine del codice dal progetto upstream.
Al momento, il codice LZ4 nel kernel Linux è in realtà una versione fork mantenuta in modo indipendente e il suo codice di base rimane più o meno nello stato dal 2017 al 2018. Da allora, nel corso degli anni, il progetto upstream LZ4 ha continuato a apportare un gran numero di correzioni di bug, ottimizzazioni delle prestazioni e miglioramenti del codice, ma questi aggiornamenti non sono entrati completamente nel kernel Linux.
Questo aggiornamento è stato guidato dall'ingegnere Samsung Michal Wilczynski. Secondo il piano di patch presentato, Linux non manterrà più una versione fork LZ4 appositamente modificata, ma introdurrà e sincronizzerà direttamente il codice sorgente LZ4 upstream. In altre parole, il futuro kernel Linux sarà in grado di ottenere più facilmente gli ultimi miglioramenti di compressione e decompressione LZ4.
Gli sviluppatori hanno affermato che questa modifica non solo ridurrà il carico di lavoro di manutenzione, ma aiuterà anche a evitare problemi di compatibilità e sincronizzazione causati dai fork a lungo termine. Quando il progetto LZ4 rilascerà nuove ottimizzazioni o correzioni in futuro, il kernel Linux sarà in grado di assorbire più facilmente questi aggiornamenti direttamente.
A giudicare dai risultati dei test delle prestazioni, i vantaggi apportati da questo aggiornamento sono abbastanza evidenti.
Nel test del file system di sola lettura EROFS utilizzando la compressione LZ4, quando si utilizzano blocchi di dati da 4KB, la velocità di lettura è aumentata di circa l'11%; utilizzando blocchi dati da 64KB la velocità di lettura è aumentata fino al 14%.
Oltre a EROFS, anche altri test LZ4 interni al kernel Linux mostrano ulteriori miglioramenti. Alcuni risultati dei test benchmark mostrano che il miglioramento delle prestazioni ottenuto dalla nuova versione di LZ4 può arrivare fino al 21%.
LZ4 è uno degli algoritmi di compressione ad alta velocità più comuni nell'ecosistema Linux. È ampiamente utilizzato in file system, compressione della memoria, immagini di avvio, ambienti contenitori e vari scenari che richiedono compressione e decompressione rapida. Rispetto agli algoritmi che perseguono tassi di compressione più elevati, le caratteristiche principali di LZ4 sono la latenza estremamente bassa e il throughput estremamente elevato, quindi ha un gran numero di applicazioni in campi sensibili alle prestazioni.
Gli addetti ai lavori del settore ritengono che, sebbene questo aggiornamento non sia così accattivante come il supporto di nuovi processori o l'aggiunta di funzionalità su larga scala, sia di grande importanza per le prestazioni di base di Linux. Poiché LZ4 è ampiamente utilizzato da molti sottosistemi, anche un’ottimizzazione percentuale a una cifra porterà notevoli vantaggi a lungo termine.
Allo stesso tempo, il kernel Linux ha recentemente continuato a promuovere l'ottimizzazione della tecnologia di compressione. Oltre a LZ4, anche il codice di compressione Zstd sta ricevendo miglioramenti e miglioramenti delle prestazioni. Poiché la dimensione dei dati continua a crescere e la domanda di intelligenza artificiale, cloud computing e implementazione di contenitori si espande, l’importanza della tecnologia di compressione ad alte prestazioni sta diventando sempre più importante.
Se questo insieme di patch verrà finalmente accettato dal kernel principale, in futuro Linux avrà un'implementazione LZ4 più moderna, efficiente e di più facile manutenzione, e la versione del kernel che è rimasta bloccata nello status quo qualche anno fa diventerà ufficialmente storia.
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