Процесор с много ядра „счупи” Linux

Два такива процесора с общо 384 ядра сриват операционните системи на база Linux
(снимка: Ampere)

Оказа се, че Linux има ограничение за броя на поддържаните ядра в процесора. Производителят на сървърни процесори Ampere доказа, че операционната система с отворен код се срива, ако я пуснете на система с два процесора с по 192 ядра всеки. Кръпката вече е готова, но разработчиците не бързат да я интегрират в ядрото на Linux.

Компанията Ampere е основана от бивш президент на Intel и разработва високопроизводителни Arm процесори за сървъри, центрове за данни и системи за съхранение. Експертите на Ampere установиха, че Linux започва да се срива, ако я инсталирате на система с два 192-ядрени чипа (многопроцесорните конфигурации не са рядкост в сървърния сегмент). Общо 384 ядра са твърде много за Linux; операционната система на сегашния си етап на развитие може да се справи само с 256 ядра, отбелязва Phoronix в публикация по темата.

Обикновено всички проблеми със съвместимостта на Linux се решават с пачове – с тяхна помощ можете или да добавите поддръжка за нови устройства, например процесори, или да направите Linux неработоспособна на системи с отдавна остарели процесори.

По правило такива корекции се създават от членове на общността на разработчиците на Linux – за 32 години от съществуването на операционната система тя се разрасна до глобален мащаб и редовно в ядрото се вграждат нови функционалности или корекции.

Понякога има изключения от това правило – разработчици на хардуер сами подготвят необходимите корекции, така че Linux да се научи да работи с новия хардуер възможно най-скоро. Китайските разработчици на устройства редовно правят това, тъй като в страната има впечатляващ брой операционни системи, изградени специално на Linux.

Случаят с Ampere също е изключение. Компанията не изчака общността да намери изход от ситуацията и взе всичко в свои ръце. Самата тя е подготвила корекция, която учи Linux да работи с 512-ядрени конфигурации, включително тези, събрани на множество процесори.

За да направи това, Ampere използва метода CPUMASK_OFFSTACK, който всъщност позволява реализиране на поддръжка за поне 8192 процесорни ядра, но компанията е решила да се ограничи само до 512 и не без причина. Първо, няма да е толкова лесно да се сглоби система с 8192 ядра, освен ако не говорим за суперкомпютър, и второ, Ampere не иска да претоварва ядрото на Linux, правейки го твърде „тежко”, тъй като поддръжката на всяко процесорно ядро ​​добавя около 8 KB към размера на неговото изображение.

Но, както пише Tom’s Hardware, може да мине известно време, преди лимитът на ядрата да се увеличи до 512. Още през 2021 г. беше подготвен друг пач, който също увеличава броя на поддържаните процесорни ядра до 512 от ядрото на Linux, но общността на разработчиците го отхвърли с аргумента, че няма системи с толкова много ядра в света. Вероятно корекцията на Ampere ще бъде внедрена в ядрото през 2024 г., в най-добрия случай, с пускането на Linux 6.8.

Има обяснение защо Ampere, а не Intel или AMD, се сблъска с ограничението на броя на поддържаните ядра в Linux. В момента модерните процесори Ampere имат най-голям брой ядра в света – нито AMD EPYC, нито Intel Xeon могат да ги конкурират в това отношение. Например, най-добрият EPYC 9654P има само 96 ядра, тоест 100 по-малко от новите чипове AmpereOne.

Това е цяла серия от процесори, чиято премиера беше през май 2023 г., а броят на ядрата във флагмана на линията е 192. Предишното поколение чипове на компанията, пуснати през май 2021 г., се нарича Ampere Altra Max и там максималният брой ядра е 128. Новото поколение може да предложи 2 MB L2 кеш на ядро ​​срещу 1 MB в Altra Max. Линията включва още процесори със 136, 144, 160 и 172 ядра, като тяхната тактова честота достига 3 GHz.

AMD и Intel вероятно трябва да се забързат, тъй като Ampere вече ги изпреварва по брой ядра в процесорите, а освен това използва Arm архитектурата, която е по-обещаваща в много отношения, в сравнение с x86. Освен това Ampere се ръководи от Рене Джеймс, който дълго време беше президент на Intel.

Джеймс напусна Intel през юни 2015 г. и почти две години и половина по-късно, през октомври 2017 г., основа Ampere. С други думи, Ampere успя да изпревари Intel и AMD в броя на ядрата в сървърните процесори за малко повече от пет години съществуване. Да припомним, че Intel е основана през 1968 г., а AMD година по-късно, тоест те вече са съответно на 55 и 54 години.