Resumo:
O kernel do Linux está passando por uma grande atualização no amplamente utilizado algoritmo de compactação LZ4. Os desenvolvedores enviaram recentemente um conjunto de patches em grande escala, na esperança de reconstruir completamente a implementação do LZ4 no kernel, o que não apenas trará melhorias significativas de desempenho, mas também encerrará a separação e manutenção de longo prazo do código do projeto upstream.
Atualmente, o código LZ4 no kernel Linux é na verdade uma versão fork mantida de forma independente, e seu código básico permanece aproximadamente no estado de 2017 a 2018. Ao longo dos anos desde então, o projeto upstream LZ4 continuou a fazer um grande número de correções de bugs, otimizações de desempenho e melhorias de código, mas essas atualizações não entraram totalmente no kernel Linux.
Essa atualização foi liderada pelo engenheiro da Samsung, Michal Wilczynski. De acordo com o plano de patch enviado, o Linux não manterá mais uma versão fork LZ4 especialmente modificada, mas introduzirá e sincronizará diretamente o código-fonte LZ4 upstream. Em outras palavras, o futuro kernel Linux será capaz de obter mais facilmente as mais recentes melhorias de compactação e descompactação LZ4.
Os desenvolvedores disseram que esse ajuste não apenas reduzirá a carga de trabalho de manutenção, mas também ajudará a evitar problemas de compatibilidade e sincronização causados por bifurcações de longo prazo. Quando o projeto LZ4 lançar novas otimizações ou correções no futuro, o kernel Linux será capaz de absorver essas atualizações diretamente com mais facilidade.
A julgar pelos resultados dos testes de desempenho, os benefícios trazidos por esta atualização são bastante óbvios.
No teste do sistema de arquivos somente leitura EROFS usando compactação LZ4, ao usar blocos de dados de 4 KB, a taxa de transferência de leitura aumentou cerca de 11%; ao usar blocos de dados de 64 KB, a taxa de transferência de leitura aumentou em até 14%.
Além do EROFS, outros testes LZ4 internos do kernel Linux também mostram melhorias adicionais. Alguns resultados de testes de benchmark mostram que a melhoria de desempenho alcançada pela nova versão do LZ4 pode chegar a 21%.
LZ4 é um dos algoritmos de compactação de alta velocidade mais comuns no ecossistema Linux. É amplamente utilizado em sistemas de arquivos, compactação de memória, imagens de inicialização, ambientes de contêiner e vários cenários que exigem compactação e descompactação rápidas. Comparado com algoritmos que buscam taxas de compressão mais altas, os maiores recursos do LZ4 são latência extremamente baixa e rendimento extremamente alto, por isso tem um grande número de aplicações em campos sensíveis ao desempenho.
Os membros da indústria acreditam que, embora esta atualização não seja tão atraente quanto o suporte a novos processadores ou a adição de recursos em grande escala, ela é de grande importância para o desempenho subjacente do Linux. Como o LZ4 é amplamente utilizado por muitos subsistemas, mesmo uma otimização percentual de um dígito trará benefícios consideráveis a longo prazo.
Ao mesmo tempo, o kernel Linux continuou recentemente a promover a otimização da tecnologia de compressão. Além do LZ4, o código de compactação Zstd também está recebendo melhorias e melhorias de desempenho. À medida que o tamanho dos dados continua a crescer e a procura por IA, computação em nuvem e implementação de contentores se expande, a importância da tecnologia de compressão de alto desempenho torna-se cada vez mais proeminente.
Se este conjunto de patches for finalmente aceito pelo kernel principal, o Linux terá uma implementação LZ4 mais moderna, eficiente e mais fácil de manter no futuro, e a versão do kernel que ficou parada no status quo há alguns anos se tornará oficialmente história.
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