211service.com
Hvordan datalagring lammer mobilapps
De seneste smartphones og tablets på Consumer Electronics Show i Las Vegas i sidste måned kom med vægt på hurtigere processorer og kompatibilitet med hurtigere trådløse netværk. Men ny forskning viser, at den største ydelsesflaskehals med populære smartphone-apps som Facebook og Google Maps faktisk er, hvor hurtigt de kan læse og skrive en enheds datalagring. Resultaterne tyder på, at uden at ændre, hvordan mobile gadgets gemmer data, vil fordelene ved nye netværk og processorer være begrænsede.
Vi bruger meget tid af vores liv på at bruge disse apps, men en stor del af det går med at vente – på at en webside indlæses eller en [brugergrænseflade] bliver opdateret, sagde Nitin Agrawal, en forsker i laboratorier af elektronikproducenten NEC, der præsenterer på Usenix File and Storage Technology konference i San Jose, Californien, i sidste uge. Vi fandt ud af, at opbevaring er den vigtigste flaskehals for mobile enheder, sagde Agrawal. Lagersystemerne på mobile enheder kræver et frisk udseende.
Agrawal og hans kolleger Hyojun Kim og Cristian Ungureanu kom til den konklusion efter at have testet, hvordan ydeevnen af en række populære apps til Googles Android-mobiloperativsystem blev påvirket af hukommelseskortet inde i en enhed. Apps inkluderede Facebook, Google Maps, Angry Birds og Androids webbrowser.
Apps blev sat igennem deres tempo igen og igen, mens otte forskellige hukommelseskort fra flere producenter blev byttet ind og ud for at se, om de gjorde apps mere eller mindre responsive. Android-enheder er normalt afhængige af interne hukommelseschips, når de kører apps, men for at lette eksperimenter har forskerne tilpasset operativsystemet til næsten udelukkende at stole på en enheds udtagelige hukommelseskort, som typisk bruges til at gemme fotos og musik. Men Agrawal siger, at resultaterne også bør gælde for intern opbevaring, som har lignende egenskaber.
Nogle af resultaterne var slående. Fra en kold start lancerede Gmail-appen mere end tre gange hurtigere på det bedst ydende hukommelseskort end på det dårligste; Twitter-appen blev lanceret mere end dobbelt så hurtigt med hurtigere opbevaring. Android-webbrowseren blev testet ved at bede den om at navigere til og indlæse 50 topwebsider efter hinanden; det var omkring tre gange hurtigere i bedste tilfælde end i værste tilfælde. Testene blev udført på en Nexus One-telefon, der kører Gingerbread-versionen af Android, som først for nylig blev afløst af den seneste Android-udgivelse, Ice Cream Sandwich.
Agrawal siger, at den kendsgerning, at datalagring begrænser ydeevnen, antyder hurtigere netværkshastigheder og processorer, de områder, der får mest opmærksomhed fra forskere, ingeniører og marketingfolk, kan ikke have nogen betydning for, hvordan apps fungerer for brugerne.
Da test blev udført ved hjælp af et kabel til at simulere en forbindelse 10 gange hurtigere end Wi-Fi, blev apps næppe mere responsive. Vi forventede, at ydeevnen ville forbedres en del med den hurtigere forbindelse, men det skete ikke, sagde Agrawal.
Problemet, siger forskerne, er delvist den måde, som ikke-flygtig hukommelse, der bruges inde i telefoner og hukommelseskort, fungerer. Produktspecifikationerne tyder på, at disse chips burde være i stand til at læse og skrive data hurtigere, end processorer eller trådløse datalinks kan tjene dem, men i praksis kan de ikke. Dette skyldes, at benchmarks, der bruges til at kategorisere hukommelse, er til at læse eller skrive bits af data på en disk i rækkefølge, men mange af de populære apps i virkeligheden får adgang til bits på en mindre ordnet måde. Denne mangel viste sig at blive forstørret af den måde, at mange af de undersøgte apps brugte datastyringskode, der er stærkt afhængig af tilfældig dataadgang.
Tilfældig skriveydeevne er størrelsesordener værre for mobilenhedslagring og langsommere end et typisk 3G-netværk, sagde Agrawal. Storageydelsen har tydeligvis ikke holdt trit med forbedringerne i netværket.
NEC-forskerne testede en håndfuld strategier, der kunne begrænse chokehold af datalagring på app-ydeevne. Facebook blev fire gange hurtigere, da de for eksempel tvang det til at bruge et andet system til datacache. Det viser, at designvalg, som app-udviklere træffer, kan afbøde flaskehalsen for datalagring, selvom at fjerne denne flaskehals ville kræve ændringer af mobile operativsystemer og hardware.
Agrawal fortalte Teknologigennemgang at han ikke vidste, hvordan Apples iPhone kunne klare sig i lignende tests. Apple-enheder bruger kun intern lagring, og deres teknologi ligner den, der bruges af Android-enheder. Men Apples iOS-operativsystem og apps, der er bygget til det, gemmer data på forskellige måder.
Efter Agrawals præsentation foreslog Eno Thereska fra Microsoft Research, at resultaterne skal valideres med tests, der involverer rigtige brugere, for at se, om de bemærker de afdækkede ydeevnegrænser. Han satte spørgsmålstegn ved, om disse grænser virkelig havde betydning. Jeg kan kun læse en webside så hurtigt, sagde han, og må indrømme, at jeg er ret tilfreds med mobilapps. Hvad er brugernes opfattelse af disse oplevelser?
Agrawal siger, at hans gruppe endnu ikke har testet, om brugerne bemærker flaskehalse i hukommelsen, men bemærker, at de fleste af deres tests replikerede, hvordan folk bruger deres apps. For Google Maps har de f.eks. timet, hvor lang tid det tog at få resultater, efter at der blev trykket på søgningen. Agrawal siger, at han er overbevist om, at folk kan kende forskel og synes, at begrænsninger pålagt af hukommelsen er frustrerende. Hvorfor skulle nogen ønske at se en ventetid på 20 sekunder, hvis de kan slippe af sted med fem sekunder?