3. 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.
3.1. 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").
3.1.1. 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.
3.2. 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 # Скачивание исходников
cd ananicy-rules # 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 haveged - это демон, что следит за энтропией системы. Необходим для ускорения запуска системы при высоких показателях в: systemd-analyze blame (Больше 1 секунды).
sudo pacman -S haveged # Установка
sudo systemctl enable haveged # Включает и запускает службу.
Предупреждение
Используйте только на LTS ядрах 4.19 и 5.4. На новых ядрах необходимости в использовании нет.
1.5.1 rng-tools - демон, что также следит за энтропией системы, но в отличие от haveged 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:
1.7 irqbalance - это это демон, что автоматически балансирует обработку прерываний по ядрам процессора.
sudo pacman -S irqbalance
sudo systemctl enable --now irqbalance
3.3. Настойка подкачки#
По умолчанию Linux достаточно чрезмерно использует подкачку, что не всегда хорошо сказывается на домашних системах, а точнее на их отклике.
Параметр vm.swappiness 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.swappiness, 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.swappiness=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.
В качестве дополнительной оптимизации zramswap можно выделить
параметр vm.page-cluster=0. Он отвечает за то,
сколько страниц будут одновременно прочитаны из раздела подкачки.
Значение по умолчанию 3 больше рассчитано на жёсткие диски,
чем на SSD или zram. Значение 1 увеличивает пропусную способность
на 22% по сравнению с 0, однако увеличивает задержки на 55% в
случае с алгоритмом сжатия lz4. Обсуждение и бенчмарки тут.
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.
3.4. 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
3.4.1. 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 pipewire-jack
systemctl --user enable --now pipewire.service pipewire.socket pipewire-pulse.service wireplumber.service
Дополнительно советуем установить реализацию Jack API. См. раздел ниже.
3.4.2. 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)
3.4.3. 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:
3.5. 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
3.5.1. 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.
3.5.2. Ускорение загрузки системы c помощью systemd#
Есть ещё способ ускорить загрузку системы, используя систему инициализации systemd
Для этого нужно убрать base и udev из массива HOOKS, и заменить их
на systemd что бы он выглядел примерно так:
HOOKS=(systemd autodetect modconf block filesystems keyboard)
Это немного увеличит образ initramfs, но заметно может ускорить запуск системы.
3.6. Твики драйверов Mesa#
3.6.1. 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)
3.6.2. 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:
3.6.3. 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"