なぜ workqueue の変更で電力効率が変わるんだ? ということで調べたメモ。
※K.T. さん情報提供ありがとうございます。
workqueue
workqueue というのは、簡単にいうとLinux カーネルのなかで処理を遅延させる 仕組みのこと。LINUX kernelに限らず、現代のOSは機能が豊富でたくさんの仕事をしなければいけない。
一方でOSは通常のプロセスとは違い特権モードで動作しているので、 あんまりお仕事をしすぎるとユーザープロセスの動作が遅れてしまう。
本来OSの利用者は、自分のプロセスが高速に動作することを期待しているので、 OSがお仕事しすぎてユーザープロセスが遅れては本末転倒である。
そこでOSのお仕事のうち、待ちが発生するものや、今すぐにやらなくてもいいこと を順番待ちに登録（queueing）して、後から適切な時に実行するのが workqueue という仕組み。
なんで仕事の順番を替えるだけで、電力消費が減るんだろう？というのが今回の 疑問。その前に少しだけ、MPUのお話。
big.LITTLE処理
最近のARMプロセッサでは「big.LITTLE処理」という機能が搭載されている。 これは簡単に言うと、高速で消費電力が大きい(big)プロセッサ(ARM Cortex™-A15プロセッサ) と、低速で消費電力が小さい(LITTLE)プロセッサ(Cortex™-A7)を両方搭載して、 処理の内容や、タイミングなどによって使い分けようという考え方。電力効率のよい workqueue
この"big.LITTLE処理" を workqueue に適用して、できるだけLITTLE側に処理を 振ることで電力効率を改善するというのが今回マージされた機能ということに なる。わかってみればそれほど難しい話ではない。一般のスケジューラでは？
処理をできるだけ LITTLE 側に振るだけで、電力消費が減るならば一般のプロセス スケジューラでも適用できるのでは？と思ってちょっと調べてみた。現在、IKS と呼ばれる方式と、GTS(big.LITTLE MP)と呼ばれる2つの方式が 提案されているようだ。IKS は cpufreq という電力管理の延長線上で big と LITTLE の切り替えを行う方式。
GTS は、スケジューラ(sched) に変更を加えてbig と LITTLEにプロセスを 割り当てる方式。
さすがに sched に手を入れた場合は影響範囲が大きいのでメインストリーム には取り込まれておらず、特定の機器で取り込まれている模様。
SMP でない環境でのスケジューリングはいろいろ議論があって面白そう。
参考
workqueue については例えば、以下のIBM developerWorks の記事などを参照「カーネル API: 第 2 回、遅延可能な関数、カーネルのタスクレット、およびワークキュー」
http://www.ibm.com/developerworks/jp/linux/library/l-tasklets/
big.LITTLE処理
http://www.arm.com/ja/products/processors/technologies/biglittleprocessing.php
後藤弘茂のWeekly海外ニュース
「 2014年のARMのSoCの中核技術となる「big.LITTLE MP」」
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/kaigai/20131220_628480.html
Linaro Blog 「big.LITTLE Software Update」
http://www.linaro.org/linaro-blog/2013/07/10/big-little-software-update/
LWN.net「 Queue work on power efficient wq 」
http://lwn.net/Articles/548281/
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