Базовое ускорение системы#
Переходя к базовой оптимизации системы мне сто́ит напомнить, что чистый Arch Linux - это фундамент, и требуется уйма надстроек для нормальной работы системы. Установить компоненты, которые будут отвечать за электропитание, чистку, оптимизацию и тому подобные вещи, что и описывается в данном разделе.
Настройка makepkg.conf#
Прежде чем приступать к сборке пакетов, мы должны изменить так называемые флаги компиляции, что являются указателями для компилятора, какие инструкции и оптимизации использовать при сборке программ.
sudo nano /etc/makepkg.conf # Редактируем (Где "-O2" - Это не нуль/ноль)
Изменить ваши значения на данные:
CFLAGS="-march=native -mtune=native -O2 -pipe -fno-plt -fexceptions \
-Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -Wformat -Werror=format-security \
-fstack-clash-protection -fcf-protection"
CXXFLAGS="$CFLAGS -Wp,-D_GLIBCXX_ASSERTIONS"
RUSTFLAGS="-C opt-level=3"
MAKEFLAGS="-j$(nproc) -l$(nproc)"
OPTIONS=(strip docs !libtool !staticlibs emptydirs zipman purge !debug lto)
Данные флаги компилятора выжимают максимум производительности при компиляции, но могут вызывать ошибки сборки в очень редких приложениях. Если такое случится, то отключите параметр ‘lto’ в строке options добавив перед ним символ восклицательного знака ! ("!lto").
Форсирование использования Clang при сборке пакетов#
В системах на базе ядра Linux различают две основных группы компиляторов, это LLVM и GCC. И те, и другие хорошо справляются с возложенными на них задачами, но LLVM имеет чуть большее преимущество с точки зрения производительности при меньших потерях в качестве конечного кода. Поэтому, в целом, применение компиляторов LLVM для сборки различных пакетов при задании флага -O2 (максимальная производительность) является совершенно оправданным, и может дать реальный прирост при работе программ.
Компилятором для языков C/C++ в составе LLVM является Clang и Clang++ соответственно. Его использование при сборке пакетов мы и будем форсировать через makepkg.conf
Для начала выполним их установку:
sudo pacman -Syu llvm clang lld
Теперь клонируем уже готовый конфигурационный файл /etc/makepkg.conf под новыми именем /etc/makepkg-clang.conf:
sudo cp -r /etc/makepkg.conf /etc/makepkg-clang.conf
Это поможет нам в случае чего откатиться к использованию компиляторов GCC если возникнут проблемы со сборкой пакетов через LLVM/Clang.
Теперь откроем выше скопированный файл и добавим туда после строки
CHOST="x86_64-pc-linux-gnu" следующее:
export CC=clang
export CXX=clang++
export LD=ld.lld
export CC_LD=lld
export CXX_LD=lld
export AR=llvm-ar
export NM=llvm-nm
export STRIP=llvm-strip
export OBJCOPY=llvm-objcopy
export OBJDUMP=llvm-objdump
export READELF=llvm-readelf
export RANLIB=llvm-ranlib
export HOSTCC=clang
export HOSTCXX=clang++
export HOSTAR=llvm-ar
export HOSTLD=ld.lld
Отлично, теперь вы можете собрать нужные вам пакеты (программы) через LLVM/Clang просто добавив к уже известной команде makepkg следующие параметры:
makepkg --config /etc/makepkg-clang.conf -sric
Внимание
Далеко не все пакеты так уж гладко собираются через
Clang, в частности не пытайтесь собирать им Wine/DXVK, т.к. это
официально не поддерживается и с 98% вероятностью приведет к ошибке
сборки. Но в случае неудачи вы всегда можете использовать
компиляторы GCC, которые у вас заданы в настройках makepkg.conf по
умолчанию, т.е. просто уберите опцию --config
/etc/makepkg-clang.conf из команды makepkg.
Дальнейшеная пересборка пакетов из официальных репозиториев
осуществима через утилиту asp:
sudo pacman -S asp
asp checkout ПАКЕТ
Где ПАКЕТ - название нужного вам пакета.
Мы рекомендуем вам пересобрать наиболее важные пакеты. Например такие как драйвера (то есть mesa, lib32-mesa, если у вас Intel/AMD), Xorg сервер, а также связанные с ним компоненты, или Wayland, критически важные пакеты вашего DE/WM, например: gnome-shell, plasma-desktop. А также композиторы kwin, mutter, picom и т.д. в зависимости от того, чем именно вы пользуетесь.
Альтернативно, вы можете использовать уже подготовленный репозиторий arch-packages с полной поддержкой сборки пакетов через LLVM/Clang. В этом репозитории представлены не все возможные пакеты, но самые важные компоненты системы там есть, которые вы тоже можете пересобрать.
Больше подробностей по теме вы можете найти в данной статье:
https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/561286/
Ускорение работы компиляторов LLVM/Clang#
Дополнительно можно отметить, что после установки Clang вы можете перекомпилировать его самого через себя, т.е. выполнить пересборку Clang с помощью бинарного Clang из репозиториев. Это позволит оптимизировать уже сам компилятор под ваше железо и тем самым ускорить его работу при сборке уже других программ. Аналогичную операцию вы можете проделать и с GCC.
Делается это через пакет в AUR:
# Установка зависимости из AUR
git clone https://aur.archlinux.org/python-sphinx-automodapi
cd python-sphinx-automodapi
makepkg -sric
cd ..
# Сборка LLVM
git clone https://aur.archlinux.org/llvm-git
cd llvm-git
makepkg -sric --config /etc/makepkg-clang.conf
Включение ccache#
В Linux системах есть не так много программ, сборка которых может занять больше двух часов, но они все таки есть. Потому, было бы неплохо ускорить повторную компиляцию таких программ как Wine/Proton-GE и т.д.
ccache - это кэш для компиляторов C/C++, в частности совместимый с компиляторами GCC/Clang, цель которого состоит в ускорении повторного процесса компиляции одного и того же кода. Это значит, что если при сборке программы новой версии, будут замечены полностью идентичные блоки исходного кода в сравнении с его старой версией, то компиляция этих исходных текстов производиться не будет. Вместо этого, уже готовый, скомпилированный код старой версии будет вынут из кэша ccache. За счёт этого и достигается многократное ускорение процесса компиляции.
Установка
sudo pacman -S ccache
После установки его ещё нужно активировать в ваших настройках makepkg. Для этого отредактируем конфигурационный файл:
sudo nano /etc/makepkg.conf
# Найдите данную строку в собственных настройках, затем уберите восклицательный знак перед *"ccache"*
BUILDENV=(!distcc color ccache check !sign)
После этого повторная пересборка желаемых программ и их обновление должны значительно ускориться.
Внимание
ccache может ломать сборку некоторых программ, поэтому будьте внимательны с его применением.
Установка полезных служб и демонов#
1. Zramswap — это специальный демон, который сжимает оперативную память ресурсами центрального процессора и создает в ней файл подкачки. Очень ускоряет систему вне зависимости от количества памяти, однако добавляет нагрузку на процессор, т.к. его ресурсами и происходит сжатие памяти. Поэтому, на слабых компьютерах с малым количеством ОЗУ, это может негативно повлиять на производительность в целом.
git clone https://aur.archlinux.org/zramswap.git # Скачивание исходников.
cd zramswap # Переход в zramswap.
makepkg -sric # Сборка и установка.
sudo systemctl enable --now zramswap.service # Включаем службу.
Чтобы немного ускорить работу zram рекомендуется также изменить алгоритм сжатия памяти:
echo "ZRAM_COMPRESSION_ALGO=zstd" | sudo tee -a /etc/zramswap.conf
Предупреждение
Во избежание конфликтов, после установки zram обязательно
отключите zswap через добавление параметра ядра zswap.enabled=0.
1.1 Nohang — это демон повышающий производительность путём обработки и слежки за потреблением памяти.
git clone https://aur.archlinux.org/nohang-git.git # Скачивание исходников.
cd nohang-git # Переход в nohang-git
makepkg -sric # Сборка и установка.
sudo systemctl enable --now nohang-desktop # Включаем службу.
1.2 Ananicy CPP — это форк одноименного демона, распределяющий приоритет задач. Его установка очень сильно повышает отклик системы. В отличии от оригинального Ananicy, данный форк переписан полностью на C++, из-за чего достигается прирост в скорости работы.
git clone https://aur.archlinux.org/ananicy-cpp.git # Скачивание исходников.
cd ananicy-cpp # Переход в ananicy-cpp.
makepkg -sric # Сборка и установка.
sudo systemctl enable --now ananicy-cpp # Включаем службу.
# Далее описывается установка дополнительных правил по перераспределению приоритетов процессов
git clone https://aur.archlinux.org/ananicy-rules-git.git # Скачивание исходников
cd ananicy-rules-git # Переход в директорию
makepkg -sric # Сборка и установка
sudo systemctl restart ananicy-cpp # Перезапускаем службу
1.3 Включаем TRIM — очень полезно для SSD.
sudo systemctl enable fstrim.timer # Включаем службу.
sudo fstrim -v / # Ручной метод.
sudo fstrim -va / # Если первый метод не тримит весь диск.
1.4 Сron — это демон, который поможет вам очищать вашу систему от мусора полностью автономно.
sudo pacman -S cronie # Установить cron.
sudo systemctl enable --now cronie.service # Запускает и включает службу.
sudo EDITOR=nano crontab -e # Редактируем параметр.
И прописываем:
15 10 * * sun /sbin/pacman -Scc --noconfirm
Таким образом наша система будет чистить свой кэш раз в неделю, в воскресенье в 15:10.
1.5 rng-tools - демон, что также следит за энтропией системы уже через аппаратный таймер. Необходим для ускорения запуска системы при высоких показателях systemd-analyze blame (Больше 1 секунды).
sudo pacman -S rng-tools # Установка
sudo systemctl enable --now rngd # Включает и запускает службу.
1.6 dbus-broker - Это реализация шины сообщений в соответствии со спецификацией D-Bus. Её цель - обеспечить высокую производительность и надежность при сохранении совместимости с эталонной реализацией D-Bus. Обеспечивает чуть более быстрое общение с видеокартой через PCIe.
sudo pacman -S dbus-broker # Уставновка
sudo systemctl enable --now dbus-broker.service # Включает и запускает службу.
sudo systemctl --global enable dbus-broker.service # Включает и запускает службу для всех пользователей.
Если у вас ещё возникает вопрос: "Что действительно нужно установить из вышеперечисленного?", то просто посмотрите на следующую схему:
Настойка подкачки#
По умолчанию Linux достаточно чрезмерно использует подкачку, что не всегда хорошо сказывается на домашних системах, а точнее на их отклике.
Параметр vm.swappniness определяет то, насколько аггрессивно
страницы оперативной памяти (в Linux вся память представлена в виде
маленьких "гранул" - страниц памяти, как правило 4 КБ) будут
вытесняться в подкачку. То есть, чем выше значение этого параметра,
тем более аггрессивно ядро будет использовать подкачку, и как
следствие экономить физическую оперативную память. На первый взгляд
все нормально, но значением по умолчанию является 60, что
достаточно много для систем которые обаладают 8 Гб и более. Нам же
нужно понизить данное значение для повышения отклика (в некоторых
случаях требуется обратное действее, т.е. аггрессивное использование
подкачки, об этом далее). Смысл здесь в следующем: страницы памяти,
занимаемые определенным процессом, могут долгое время не
использоваться, из-за чего ядро, как раз в зависимости от параметра
vm.swappniness, будет считать что эти страницы могут быть
вытеснены в подкачку (файл/раздел), однако в случае если эти страницы
станут снова нужны, то процесс их обратного возврата в оперативную
память будет занимать какое-то время (ибо как известно любой
раздел/файл подкачки на диске работает медленее ОЗУ), и это будет
выглядить как замедленее работы приложения. Поэтому рекомендуется
установить значение 10:
sudo nano /etc/sysctl.d/99-sysctl.conf # Редактируем
vm.swappniness=10
Это приведет к большему количеству страницы висящих в памяти без дела, в то же время как только эти страницы станут снова нужны они смогут быстро вернуться в строй без задержек. Подобный эффект можно будет наглядно увидеть на примере переключения между различными программами. Если страницы неиспользуемых приложений не будут вытеснены в подкачку, то переключение между ними может быть осуществлено без каких-либо замедлений.
Тем не менее, в системах, обладающих малым объемом ОЗУ (4 гб и менее), установка столь низкого значения может привести к проблеме нехватки памяти, поэтому в этом случае рекомендуется наоборот указывать более высокие значения.
В то же время, в случае если в предыдущем разделе вы включили
использование zramswap, то рекомендуемым значением уже будет 100.
Т.к. zramswap подразуемвает подкачку непосредственно в памяти, с
предварительным сжатием, то установка 100 позволяет оставлять все
неиспользуемые страницы в ОЗУ, но только в сжатом виде, что тоже даёт
экономию памяти, при этом процесс их распаковки будет в разы быстрее
чем процесс загрузки страниц обратно в память из подкачки на диске. Но
стоит учитывать, что процесс сжатия/расжатия страниц даёт
дополнительную нагрузку на процессор.
Предупреждение
Автор настоятельно не рекомендует устанавливать значение параметра в 0 (отключать подкачку вовсе). Подробнее о том, почему это вредно читайте в данной статье - https://habr.com/ru/company/flant/blog/348324/. Если вы хотите минимизировать использование подкачки, то просто установите значение 1 или 5. А лучше - используйте уже упомянутый zramswap.
Низкие задержки звука#
Установите следующие пакеты для понижения задержек звука в PulseAudio, а также удобную графическую панель управления звуком - pavucontrol.
sudo pacman -S pulseaudio pulseaudio-alsa pulseaudio-jack pavucontrol
Новая альтернатива PulseAudio#
PipeWire - это новая альтернатива PulseAudio, которая призвана избавить от проблем PulseAudio, уменьшить задержки звука и потребление памяти.
sudo pacman -S pipewire pipewire-alsa pipewire-pulse
systemctl --user enable --now pipewire.service pipewire.socket pipewire-pulse.service wireplumber.service
Дополнительно советуем установить реализацию Jack API. См. раздел ниже.
Реализации JACK#
Существует три различных реализации JACK API: просто jack из AUR, jack2 и pipewire-jack. Наглядное сравнение их возможностей показано таблицей ниже:
Установите один из вышеуказанных пакетов. Для поддержки 32-битных приложений также установите пакет lib32-jack из AUR, lib32-jack2 или lib32-pipewire-jack (соответственно) из репозитория multilib.
Для официальных примеров клиентов и инструментов JACK установите jack-example-tools.
Для альтернативной поддержки ALSA MIDI в jack2 установите a2jmidid..
Для поддержки dbus с jack2 установите jack2-dbus (рекомендуется).
realtime-privileges - для понижения задержек звука (актуально как для JACK, так и для PipeWire)
Простая ALSA#
ALSA - это тот самый звук (условно, на самом деле это звуковая подсистема ядра), который идёт напрямую из ядра и является самым быстрым, так как не вынужден проходить множество программных прослоек и микширование.
sudo pacman -S alsa alsa-utils alsa-firmware alsa-card-profiles alsa-plugins
Поэтому, если у вас нет потребности в микшировании каналов, записи аудио через микрофон и вы не слушаете музыку через Bluetooth, то ALSA может вам подойти.Пакет alsa-utils также содержит консольный Микшер (настройка громкости), который вызывается командой alsamixer.
Вообще, выбор звукового сервера не такая уж сложная задача как вам может показаться, достаточно взглянуть на следующую схему:
Ускорение загрузки системы (Отключение NetworkManager-wait-online)#
В большинстве случаев для настройки интернет подключения вы, скорее всего, будете использовать NetworkManager, т.к. он является в этом деле швейцарским ножом и поставляется по умолчанию. Однако, если вы пропишите команду systemd-analyze blame, то узнаете, что он задерживает загрузку системы примерно на ~4 секунды. Чтобы это исправить выполните:
sudo systemctl mask NetworkManager-wait-online.service
Ускорение загрузки ядра на HDD накопителях (Только для жестких дисков)#
Убедитесь, что пакет lz4 установлен:
sudo pacman -S lz4
Отредактируйте файл::
sudo nano /etc/mkinitcpio.conf
Теперь выполните следующие действия:
Добавьте lz4 lz4_compress в массив MODULES (ограничен скобками)
Раскомментируйте или добавьте строку с надписью COMPRESSION="lz4"
Добавьте строку если её нет - COMPRESSION_OPTIONS="-9"
Добавите shutdown в массив HOOKS (ограничен скобками)
Это ускорит загрузку системы на слабых жёстких дисках благодаря более подходящему методу сжатия образов ядра.
Одновременная загрузка двух и более пакетов#
Начиная с шестой версии pacman поддерживает параллельную загрузку пакетов. Чтобы её включить отредактируйте /etc/pacman.conf:
sudo nano /etc/pacman.conf # Раскомментируйте строчку ниже
# Где 4 - количество пакетов для одновременной загрузки
ParallelDownloads = 4
Альтернативно можно использовать powerpill (Спасибо Zee Captain)#
git clone https://aur.archlinux.org/powerpill.git
cd powerpill
makepkg -sric
После установки выполните обновление баз данных:
sudo powerpill -Syu
Твики драйверов Mesa#
Форсирование использования AMD SAM (Только для опытных пользователей).#
AMD Smart Acess Memory (или Resizble Bar) — это технология которая позволяет процессору получить доступ сразу ко всей видеопамяти GPU, а не по отдельности для каждого распаянного чипа создавая задержки. Несмотря на то, что данная технология заявлена только для оборудования AMD и требует новейших комплектующих для обеспечения своей работы, мы активируем технологию для видеокарты 10 летней давновсти ATI Radeon HD 7770 и сравним буст производительности в паре игр.
Опасно
Для включения данной технологии в настройках вашего BIOS (UEFI) должна быть включена опция "Re-Size BAR Support" и "Above 4G Decoding". Если таких параметров в вашем BIOS (UEFI) нет - скорее всего технология не поддерживается вашей материнской платой и не стоит даже пытаться её включить.
Чтобы активировать SAM в Linux нужно отредактировать конфигурацию DRI, дописав в конфиг следующие строки:
nano ~/.drirc # Редактируем конфигурационный файл
# Прописать строки ниже
<?xml version="1.0" standalone="yes"?>
<driconf>
<device>
<application name="Default">
<option name="radeonsi_enable_sam" value="true" />
</application>
</device>
</driconf>
Альтернативно её можно активировать через глобальные переменные окружения:
sudo nano /etc/environment # Редактируем конфигурационный файл
# Добавить следующие строки
radeonsi_enable_sam=true
# Если используете драйвер RADV
RADV_PERFTEST=sam
Проверить работу технологии можно через команду:
AMD_DEBUG=info glxinfo | grep smart # Должно быть smart_access_memory = 1
Пример тестирования технологии на видеокарте старого поколения (Windows)
Решение проблем работы графики Vega 11 (Спасибо @Vochatrak-az-ezm)#
На оборудовании со встроенным видеоядром Vega 11 может встретиться баг драйвера, при котором возникают случайные зависания графики. Проблема наиболее актуальна для Ryzen 2XXXG и чуть реже встречается на Ryzen серии 3XXXG, но потенциально имеет место быть и на более новых видеоядрах Vega.
Решается через добавление следующих параметров ядра:
# Редактируем конфигурационный файл в зависимости от того, какой у вас загрузчик
sudo nano /etc/default/grub
# Параметры можно дописать к уже имеющимся
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="mdgpu.gttsize=8192 amdgpu.lockup_timeout=1000 amdgpu.gpu_recovery=1 amdgpu.noretry=0 amdgpu.ppfeaturemask=0xfffd3fff amdgpu.deep_color=1 systemd.unified_cgroup_hierarchy=true"
На всякий случай можно дописать ещё одну переменную окружения:
# Прописать строчку ниже
sudo nano /etc/enviroment
AMD_DEBUG=nodcc
Для подробностей можете ознакомиться со следующими темами:
Многопоточная OpenGL обработка#
У Mesa есть свой аналог переменной окружения
__GL_THREADED_OPTIMIZATIONS=1, так же предназначенный для
активирования многопоточной обработки OpenGL - mesa_glthread=true.
В ряде игр и приложений это даёт сильное увеличение
производительности, но в некоторых либо нет прироста, либо вовсе не
может быть применено.
Чтобы включить его для всей системы нужно либо прописать переменную
окружения в файл /etc/environment, либо используя adriconf,
включив параметр во вкладке "Performance" -> "Enable offloading GL
driver work to a separate thread"
Разгон монитора и исправление цветового диапозона (НОВЫЙ СПОСОБ)#
В этом разделе мы опишем новый способ разгона монитора, который является более универсальным чем предыдущий через различные манипуляции с конфигом Xorg.
Суть способа состоит в редактировании EDID файла вашего монитора, что позволяет этому способу работать на любой конфигурации.
Для начала найдем нужный нам EDID файл через команду:
find /sys/devices/pci*/ -name edid
Команда выведет список EDID файлов для различных типов подключения, вы должны выбрать нужный вам и скопировать его в домашнюю директорию. Например мне нужен EDID файл для моего монитора который подключен по HDMI, значит:
cp -r /sys/devices/pci0000:00/0000:00:01.0/0000:01:00.0/drm/card0/card0-HDMI-A-1/edid ~/
Отлично, теперь выполним установку редактора EDID. В нашем случае это будет нативный wxedid из AUR, но вы можете воспользоваться любым другим.
git clone https://aur.archlinux.org/wxedid.git # Стянуть исходники ПО
cd wxedid # Переходим в директорию
makepkg -sric # Сборка и установка
Откроем редактор через меню или команду:
wxedid
После запуска редактора в контекстном меню выбираем File -> Open EDID binary для редактирования нашего EDID файла в домашней директории.
Теперь, для активации полного цветового диапазона меняем данные в строках:
SPF: Supported features -> изменить значение vsig_format на 0b00
CHD: CEA-861 header -> изменить значение YCbCr4:2:2 и YCbCr4:4:4 на 0
VSD: Vendor Specific Data Block -> изменить значение DC_Y444 на 0
Это необходимо чтобы исправить давнюю проблему с неверно выставляемым в Linux цветовым диапозоном вашего монитора.
Для разгона же вам нужно выбрать DTD: Detailed Timing Descriptor. У вас их может быть несколько, т.к. каждый из них работает для отдельного разрешения монитора. Вам нужно выбрать тот, у которого самое большое разрешение. Вы это поймете по строчкам H-Active pix и V-Active lines. После этого перейдите во вкладку DTD Constructor и постепенно увеличиваете значение Pixel Clock до нужной вам частоты монитора.
В контекстном меню сохраняем изменения (File-> Save EDID Binary) и выходим из редактора.
Дело осталось за малым, нужно подменить используемый ядром EDID файл.
Предупреждение
Следующие шаги нужно пропустить если вы используете закрытый драйвер NVIDIA. Читайте далее.
Скопируем модифицированный файл из нашей домашней директории в
/usr/lib/firmware/edid:
sudo mkdir -p /usr/lib/firmware/edid
sudo cp -r ~/*.bin /usr/lib/firmware/edid/edid2.bin
Теперь добавим параметр ядра drm.edid_firmware=edid/edid2.bin
чтобы за место обычного EDID файла использовался наш. Для GRUB это
можно сделать или вручную через редатирование файла
/etc/default/grub, или через grub-customizer как показано ниже.
После этого не забываем сохранить изменения через кнопку "Сохранить"
в левом углу ПО или командой sudo grub-mkconfig -o
/boot/grub/grub.cfg если вы предпочли делать все вручную.
Однако, если у вас ноутбук, то дополнительно нужно добавить файл
/usr/lib/firmware/edid/edid2.bin в образы initramfs. Для этого
редактируем файл /etc/mkinitcpio.conf и в строке FILES=() пишем
следующее:
FILES=(/usr/lib/firmware/edid/edid2.bin)
После чего обновляем образы initramfs через команду sudo mkinitcpio
-P.
Затем перезагружаемся и наслаждаемся новой плавностью картинки.
Предупреждение
Если вы используете закрытый драйвера NVIDIA, то параметр
ядра drm.edid_firmware для вас просто не будет работать. Вместо
него вы должны прописать параметр Option "CustomEDID"
"HDMI-0:/home/ваше_имя_пользователя/edid.bin" (тип подключения
меняете на требуемый) в ваш конфиг /etc/X11/xorg.conf. Как
можно понять, при этом разгон не будет работать в Wayland.
Видео версия