Linux内核引入缓存感知调度，性能提升最高达44%

12月31日，科技媒体NeoWin发布消息称，Linux内核即将通过一项新补丁，引入名为“缓存感知调度”（Cache Aware Scheduling，简称CAS）的关键功能。这项技术预计能在特定任务场景下，将系统性能提升最高达44%。

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根据报道介绍，“缓存感知调度”是一种先进的操作系统任务调度技术，其核心理念是让系统调度器能够“感知”并理解CPU内部的缓存结构布局。

在分配计算任务的过程中，调度器会优先将任务安排在能够最大化利用缓存数据的核心上。这样做的最终目的，是尽可能提高缓存命中率——即CPU能直接在高速缓存中找到所需数据，同时最大限度地减少缓存未命中——即需要从更慢的内存中读取数据的次数，从而减少延迟，提升处理效率。

根据补丁的详细信息，这项“缓存感知调度”功能在初期将主要应用于处理器的末级缓存。在现代多数处理器中，这通常指的是L3缓存。

开发者指出，将该技术应用于L3缓存能带来最显著的效益，而尝试将其扩展至系统内存等二级LLC时，并未观察到额外的性能增益。这意味着该功能的优化重点将集中在CPU核心内部的数据交换效率上。

值得注意的是，这项对Linux而言尚属新颖的功能，其实早已在微软的Windows操作系统中实现。自Windows 10开始，其内核便已集成了“缓存感知调度”技术，并自然延续到了Windows 11中。

Windows系统能够高效地调度工作负载，尤其是在处理像AMD Ryzen X3D这类拥有特殊缓存结构的处理器时，能智能地将任务分配到正确的计算核心上，充分发挥硬件性能。

科技媒体phoronix在AMD Ryzen 9 9950X3D处理器上进行了测试，在排除其他软硬件更改等因素下，对比了更换内核并引入缓存感知调度“CAS”补丁前后的性能表现：

对于各种桌面类型的工作负载，缓存感知调度内核并未给AMD Ryzen 9 9950X3D Linux系统带来任何收益。

在Ryzen 9 9950X3D上的Linux服务器工作负载中（例如在开发机、SOHO服务器或类似EPYC 4000系列中使用此CPU），大多数工作负载在打过补丁的内核上也没有看到任何真正的区别。

不过，PostgreSQL是一个值得注意的例外，在AMD Ryzen 9系统上启用缓存感知调度内核后，其性能得到了提升——吞吐量更高，延迟更低。

一些本地主机网络测试也受益于这款AMD Zen 5 3D V-Cache桌面CPU的缓存感知调度功能。