GUI と DVFS

最近のプロセッサなら大抵は動作電圧と動作周波数を変更する機能が付いている。
OS は負荷が低いときは CPU の電圧と周波数を落とすことで消費電力を抑えることが出来る。
ってのが教科書的な DVFS の概略。

スマートフォンの場合は、何もせずにホーム画面を表示しているだけだと裏で何か処理をしていない限り基本的には何も処理していないので、負荷が一番低い＝動作周波数が一番低い状態にある。

この状態で指で画面を横にスワイプすると、スワイプのアニメーション処理が走るため一気に負荷が上昇する。
最近の周波数マネージャがどうなっているか知らないが、一昔前の OS の周波数制御は非常に単純だったので、負荷が閾値を超えたら動作周波数と電圧を一段階上げて、それでもまだ負荷が高ければもう一段階あげて・・・とやっていくため、周波数が上がりきるまでに時間がかかっていた。

といっても影響があるのは最初の１～２フレーム程度なのだが、これが触ったときのちょっとした引っかかりの一因になる。
しかも、皮肉なことに周波数変更の刻みが細かい高価なプロセッサほどこれによる遅延が大きく、逆に中華製の安価なプロセッサの方が変更回数が少ない分、周波数の上がりが早くて、うまくはまると中華製の安価タブレットの方が下手な国産高級タブよりもタッチの反応が良かったりするケースもあった。

もともと GUI のような応答性重視で短時間で終わるような処理ってのは DVFS との相性は良くない。
とはいえ、制御工学で言うところのインパルス応答性の改善ってのと根っこは同じでやりようはあると思うので、最近の OS ならだいぶマシになっているはず、だと思う、と信じたい。
（個人的には本気でレスポンスを良くしたければ周波数を細かく設定できるようにするよりも、周波数は2段階だけで、その代わり周波数の切り替えを早くして、短時間でもやることが無ければ最低周波数、ちょっとでも処理するときは最大周波数と言った具合に on/off をこまめに切り替えられる方に注力した方が良いと思ってるんだが）

で、最近オクタコアなる CPUコア を8個も搭載したあほみたいなプロセッサが出てきた。といっても8個同時に使えるわけでは無く、いわゆる Big-Little とかいう技術で内部的には4コアの低速なプロセッサと4コアの高速なプロセッサが入っていて、軽い処理なら低速だが消費電力の少ない方のプロセッサで、重い処理の場合は消費電力は大きいが高速なプロセッサでといった具合に状況に応じて適した方を切り替えて使うそうだ。

さて、これで GUI 処理を行ったらどうなるだろうか。
先ほどのようにただ画面を表示しているだけの状態ならおそらく低速なプロセッサを最低周波数で動かすようにするのが普通だ。そこからスワイプにより一気に負荷が上昇すると、昔のアホな周波数制御なら一段階ずつ周波数を上げていくことになる。所詮GUIなんてたいしたことはやらないので、低速なプロセッサで最大値まで周波数を上げたところで負荷が落ち着いてくれれば良いが、まだ負荷が高ければ今度は高速な方のプロセッサに切り替わる羽目になる。メーカー曰くプロセッサの切り替えは高速に出来るそうだが、普通に考えるとそれでも周波数を切り替えるよりは遙かに時間がかかるだろうから、こんなことをやられると GUI の応答性能的にはグッダグダになることが容易に予想できる。

いくらでも回避方法はあると思うが、この手のやつは原因を見極めずに小手先の対応を積み重ねていくとどんどんドツボにはまってくで、その辺最近のはどうなってんだろうかと、最近出たオクタコア搭載スマフォがいまいちだという話を聞いてちょっと気になった。