Linux как настроить графику

Оптимизация Linux для desktop и игр

В этой статье я хочу поделиться почти 10-летним опытом использования Linux на домашнем компьютере. За это время я провел много экспериментов над ядром, испробовал различные конфигурации для разных применений и теперь хочу все это систематизировать в длинный пост с рекомендациями как выжать из linux максимум и добиться отличной производительности, без необходимости покупать мощное железо.

Лично я считаю часть, где я написал про тюнинг ядра все же немного устарела и современное железо уже априори выдает необходимую производительность для нормальной работы, но, как мне удалось заметить недавно, с играми все равно, даже сейчас, есть проблемы, даже на мощном железе.

Хоть я и пообещал, что после прочтения этой статьи, можно будет играть в Metro 2033 на калькуляторе (шутка, такого не будет), все же она начнется с рекомендации купить кое-что из железа, если у вас этого еще нет.

1. Купите SSD, если у вас его еще нет

Почему-то многие люди скептически относятся к SSD, хотя это первый и важнейший компонент компьютера, который собирается быстро работать.

Серьезно, все что описано дальше в статье даст вам какой-то прирост в производительности и времени отклика, но любой, даже самый дешевый SSD, сократит время запуска большинства программ до 0, что, визуально, будет очень заметно. Почти в любом компьютере (и сервере) главный тормоз это всегда дисковая подсистема и никакой HDD никогда не даст вам нужной скорости поиска (которая у SSD стремится к 0 мс). За все время общения с компьютерами и их апгрейда, только переход на SSD дал значительный прирост в скорости работы и отклике. Помните как медленно работают дискеты, какое у них огромное время поиска? Примерно вот так воспринимается жесткий диск после SSD.

Так что если у вас еще нет SSD, то продолжать дальше смысла нет, ваш компьютер (хоть даже оснащенный 12-ядерным Xeon’ом) все равно будет работать медленно, так что вперед за покупками.

Касательно надежности: есть миф что SSD умирают спустя год. Его рождению мы обязаны первым SSD на бажных чипах SandForce. Естественно, любой новый SSD из магазина как минимум надежнее и долговечнее современных жестких дисков, так что не стоит беспокоиться по этому поводу вообще. Свой SSD я купил 2 года назад б/у, на то время он был в использовании год. Сейчас у него 11 681 часов наработки и использование ресурса 10%, так что при том же режиме использования, мне его хватит еще на 27 лет. Думаю, к этому времени технологии хранения данных уже несколько раз изменятся. Так что повторюсь, проблемы с надежностью более чем надуманы.

Более подробно о мифах SSD расписал товарищ Вадим Стеркин в своём блоге. Правда, блог у него о Windows, но сути это не меняет. Настоятельно советую почитать, очень интересно.

В Ubuntu 14.04 SSD работают из коробки, опция discard автоматом прописывается в fstab, кроме этого больше ничего не нужно делать.
В других дистрибутивах нужно проверять, есть ли эта опция у разделов на SSD. Стоит упомянуть, что данную опцию поддерживает только ext4. Для других ФС придется пользоваться fstrim из планировщика.

2. Таблица разделов

Не делите диски на разделы.

Для домашнего компьютера это бессмысленно и вредно. На SSD у вас должен быть один раздел для корня, там у вас будет хранится система и все данные. На HDD (если нужен) у вас должен быть один раздел с точкой монтирования в /mnt (у меня /mnt/data), где будут хранится большие малоиспользуемые данные (фильмы, музыка, игры). НЕ НУЖНО делать HDD точкой монтирования /home, так как в /home 99% программ хранит свои данные и постоянно к ним обращается, поэтому /home должен быть на SSD.

Повторюсь кратко: на SSD у вас должно быть все, к чему система постоянно обращается (пишет/читает)!

Не слушайте вредных советов по вынесению таких данных на HDD, как уже было сказано проблемы износа SSD нет, это миф, и большое число циклов записи вообще не влияет на долговечность SSD. Еще раз отсылаю к стате Вадима Стеркина, там это все описано более подробно и подкреплено объяснениями.

Насчет SWAP-раздела: он вам не нужен. Если у вас не хватает оперативной памяти, то OOM-killer будет прибивать ресурсоемкие приложения, если это происходит то докупите оперативки, благо ее цена не сильно кусается. Использование swap как расширителя оперативной памяти значительно замедляет работу компьютера. Есть много мнений, что без SWAP будут какие-то проблемы, но ИМХО, корни эти разговоров растут от Win9x и на сегодня это уже мифы, лично я не замечал никаких проблем от отказа от SWAP. Как пруф: на VPS сейчас редко увидишь подключенный SWAP и работают же как-то!
suspend-to-disk вам тоже не нужен, потому что холодный старт с SSD быстрее чем восстановление из спячки с HDD, так что пользуйтесь suspend-to-ram или выключайте компьютер полностью. Единственный плюс от свапа — возможность уйти в гибридную спячку, это когда система готовится к suspend-to-disk, но выполняет suspend-to-ram, так что позже, если все хорошо, идет простой выход из спячки, а если произошел сбой питания — то система восстановится с диска.

Я использую везде файловую систему ext4, так как с другими мне не удалось получить заметной разницы в производительности, а ext4 наиболее распространена, плюс имеются утилиты для восстановления данных (но не надейтесь на них, а делайте бэкапы). При создании используйте -T largefile или largefile4.

3. Используйте 64-битное ядро

От производительности оперативной памяти мало что зависит, от нее не увеличится FPS в играх и не станут быстрее запускаться приложения. Использование 64-битных приложений тоже не дает никакого прироста для обычных задач, только для очень специфичных математических расчетов и операций архивирования. Также, использование 64 ядра не требуется для адресации более 4 ГБ памяти, PAE позволяет адресовать до 64 ГБ памяти на 32 битной системе.

Но используя 64-битное ядро, приложения могут адресовать больше чем 4 ГБ памяти, что довольно полезно, так как иначе может возникать ситуация когда OOM-killer будет прибивать программы, хотя оперативки еще достаточно. Также на 64-битной системе можно адресовать сразу же всю физическую память, на 32 битной же все что выше

800 МБ надо постоянно ремапить, что несколько снижает скорость страничного обмена, хотя, как я уже сказал, это особо не влияет на скорость работы.

Еще замечал эффект, что OOM-killer может прибивать процессы, которые вроде бы еще не заняли 4 ГБ. У меня такое было с некоторыми играми. Проблема решилась переходом на 64 бита. Так что без 64-битного ядра уже никуда, хоть это и добавляет небольшие накладные расходы на использование памяти.

4. Используйте патсет pf-kernel

pf-kernel — это набор патчей для ядра linux, собранные украинцем Александром Наталенко (pfactum) направленные на улучшения desktop-experience linux-систем.

• Патчсет -ck с BFS
• BFQ I/O scheduler
• TuxOnIce
• UKSM

Наиболее полезными являются патчи BFS и BFQ, про которые уже очень много написано. BFQ борется с проблемой тормозов системы во время выполнения больших дисковых операций (знаменитый баг 12309, который по документам исправлено, но по факту продолжает досаждать), BFS — планировщий процессов, более подходящий для десктопной работы, чем те что идут в ядре. Например CFS, который используется по умолчанию допускает ситуацию, когда 2 процесса, которые требуют приоритет реального времени будут исполнятся на одном ядре, хотя другие ядра заняты низкоприоритетными задачами. Естественно, такое поведение приводит к глобальным тормозам. Зато «честный планировщик». BFS не такой «честный», но зато намного более приближен к реалиям настольных компьютеров с небольшим (большое — это 4096) количеством ядер.

Для установки, я качаю с kernel.org необходимую версию ядра без стабилизационнх патчей и накладываю на него pf-kernel. В общем случае это выглядит так:

Это очень важный патчсет, именно он позволяет системе быть отзывчивой, даже в моменты большой нагрузки. В результате, например, даже при максимальной нагрузке, время запуска приложений остается таким же, как и при простое!

Вот, например, скриншот htop при работе Dota 2 + The Sims 3 (multiseat):

При такой нагрузке на третьем экране можно спокойно работать и 25% (в 5-минутном окне по данным load-average) перегрузка CPU даже не чувствуется. Хотя, конечно, проц надо менять 🙁

5. Тюнингуйте ядро!

В ядре по умолчанию используются не очень оптимальные параметры, обусловленные историческим предназначением linux для серверов и доступности для отладки.

Так что делайте make xconfig

Я расскажу о наиболее важных опциях для оптимизации

Выключаем preemption, устанавливаем низкую частоту таймера и выключаем dynticks!

ДА! Мы действительно, даже вопреки документации к BFS отключаем «жизненно важные» опции для повышения отзывчивости системы. А причина в том что они — устарели, толку от них никакого и к тому же preemption негативно влияет на производительность.

Было время, когда у меня был одноядерный процессор, тогда еще в готовых ядрах не включали preemption и высокочастотный таймер, вот тогда, после включения этих опций был огромный эффект. А именно, тяжеловесное приложение, занимающее 100% CPU, даже при наличии дискового ввода-вывода и нехватке ОЗУ никак не влияло на интерактивность и отзывчивость. В те времена, еще кроме WinXP ничего не было, а подробно рассказывать как ужасно себя ведет XP в таких ситуациях, думаю, не надо, она обычно намертво виснет, заставляя тянуться к кнопке reset. Так что иметь систему, которая почти никогда не тормозит и не зависает было приятно.

Но те времена прошли, многоядерные процессоры и огромные объемы памяти сами по себе решают проблемы отзывчивости под нагрузкой, так что дополнительно решать их программными средствами не только бесполезно, но и вредно.

Так что идем в Processor type and features и выбираем для параметра Preemption Model значение No Forced Preemption (Server). Не пугаемся фразы «ocasional longer delays are possible» потому что данную проблему у нас эффективно решает BFS и многоядерный процессор. Как и написано в описании, мы выигрываем в «raw processing power».

Также, в целях оптимизации, для параметра Processor family выберите свой процессор.

Далее, устанавливаем для параметра Timer frequency значение 300 HZ. 100 все же будет маловато, да и смысла особого нет (читайте в описании почему), но вы можете поэкспериментировать. Также, 300 Гц нацело делится и на 25 и 30, что является типичными частотами для видео, это вносит свой вклад в борьбу с тирингом (это из хелпа. По факту, с тирингом успешно борется только тройная буферизация + vsync).

В этом разделе есть немало интересных опций, посмотрите, например можно выключить hot-plug для cpu и памяти, так как на десктопе это просто невозможно сделать (а выключать-включать на лету ядра редко кому нужно).

Так как у меня не ноутбук, я выключаю все что связано с энергосбережением, то есть к примеру выключаю поддержку CPU Frequency scaling вообще.

Теперь отключим динамический таймер. Не уверен точно, так как не проверял конкретно, но похоже именно эта опция приводит к постоянным «подергиваниям» на некоторых видео и особенно в играх. Так что идем General setup -> Timers subsystem и для опции Timer tick handling выбираем Periodic timer ticks (constant rate, no dynticks).

По умолчанию BFQ выключен и его надо включить а также выбрать используемым по умолчанию.

Идем Enable the block layer -> IO Schedulers включаем опции BFQ I/O scheduler и BFQ hierarchical scheduling support, для опции Default I/O scheduler выбираем, очевидно, BFQ.

6. Prelink

Можно предварительно связать с исполняемыми файлами динамические библиотеки, что позволяет еще более уменьшить время запуска приложений. По этой теме есть отдельная статья от peter23.

7. Заключение

Самое главное, что я всегда замечаю — после наложения патчсета и тюнинга ядра уходят «подергивания» в играх. Чем слабее железо, тем заметнее эти подергивания, хотя у меня есть подозрения что это все же какая-то проблема в драйверах nVidia, потому что разные версии ведут себя по-разному.

Ради пруфов решил провести тесты с помощью Geekbench 3 из Steam и gputest, результаты которых немного странные:

3.14-pf:
Single-Core Score 2421
Multi-Core Score 8209
gputest: 3720 pts, 62 FPS

3.13-generic:
Single-Core Score 2646
Multi-Core Score 8414
gputest: 3713 pts, 61 FPS

Windows:
Single-Core Score 2572
Multi-Core Score 8242
gputest: 3634 pts, 60 FPS

Как видно, почему-то на «оптимизированный» вариант в тесте CPU набирает меньше попугаев, а в тесте GPU — больше. Только сейчас я заметил что тестировал разные ядра, возможно в этом и причина различий результатов. Как будет время, проведу эти же тесты на 3.16, надеюсь, удастся найти причину. Самое же веселое тут в том, что у Windows результаты хуже, особенно в 3D значительно.

Источник

Настройка видеокарты Linux через Xorg

За отрисовку всех графических элементов в Linux отвечает графический сервер. Он реализует интерфейс прослойки между драйверами видеокарты и различными программами, которые работают с графикой.

В самых современных дистрибутивах на замену Xorg серверу пришел новый дисплейный сервер Wayland. Но он все еще находится в активной разработке и не совсем готов к постоянному использованию. Поэтому Xorg все еще применяется в большинстве дистрибутивов.

После установки видеокарта работает достаточно хорошо и настроек по умолчанию в большинстве случаев хватает, но иногда нужно изменить некоторые параметры. Мы не будем рассматривать установку драйверов. В этой статье мы сосредоточимся на том, как выполняется настройка видеокарты linux через xorg.conf.

Настройка видеокарты Linux c помощью xorg.conf

Конфигурационный файл xorg.conf — это обычный текстовый файл, в котором хранятся параметры работы Xorg сервера. Сюда входят настройки дисплея, мыши, видеокарты и клавиатуры. В былые времена этот файл был очень большим и сложным, но со временем его функции были перенесены в другие компоненты системы. Поэтому в последнее время он был видоизменен, и упрощен. Во многих дистрибутивах вообще такого файла нет, а вся конфигурация хранится в бинарном формате.

Но настройка xorg linux может все еще понадобиться, если вы хотите сделать нестандартные настройки, повысить частоту обновления экрана, изменить расширение экрана, увеличить производительность и многое другое.

Создание Xorg.conf

Обычно, этот файл размещен в директории /etc/X11/xorg.conf. Но если в вашем дистрибутиве его нет, можно без проблем создать xorg.conf на основе журнала.

Сначала скопируйте файл журнала для новой сессии:

cp /var/log/Xorg.0.log /var/log/Xorg.1.log

Xorg -configure :1

Программа проанализирует файл лога, и на его основе создаст новый файл /etc/X11/xorg.conf учитывая конфигурацию вашей системы. В вашем домашнем каталоге появиться файл xorg.conf.new, который нужно скопировать в /etc/X11/:

cp xorg.conf.new /etc/X11/

Синтаксис конфигурационного файла

Перед тем как переходить к настройке xorg.conf нужно разобраться в его синтаксисе, чтобы вы могли немного ориентироваться в самом файле. X сервер отвечает за все интерактивные связи во время сессии. Поэтому конфигурационный файл разбит на секции, несколько из них отвечают за работу с дисплеем, другие за мышь и клавиатуру. Рассмотрим основные секции файла:

• Module — в этом разделе описываются подключение модулей, расширяющих функциональность видео драйвера. Например, GLX модуль добавляет 3D ускорение, а модули Type1 и Freetype используются для рендеринга шрифтов;
• ServerLayout — в этой секции указаны имена трех самых необходимых устройств для каждой рабочей сессии Xorg — имена мыши, клавиатуры и экрана, которые могут использоваться в других местах файла;
• InputDevice — в xorg.conf обычно есть две секции InputDevice, первая для мыши и вторая для клавиатуры. Большинство мышей работают отлично по умолчанию, здесь понадобиться что-то менять только если вы захотите добавить дополнительные возможности;
• Monitor — в этой секции перечислены все настройки вашего экрана, один из наиболее важных параметров, частота горизонтальной развертки HorizSync и вертикального обновления VertRefresh, именно на основе них рассчитывается разрешение экрана. Также можно жестко задать разрешение с помощью строки ModeLine;
• Device — тут перечислено все ваше графическое оборудование вместе с драйверами, которые используются. Чаще всего, это nv с открытым исходным кодом для NVIDIA, или fglrx для карт от AMD. Имя драйвера Intel будет зависеть от версии вашей карты, например, i810.
• Screen — здесь расположены все настройки вашего монитора и других графических устройств. Вы можете использовать эту секцию, например, для настройки нескольких экранов.

Настройка экрана xorg

Большинство параметров вашего экрана система получает с помощью технологии EDID или Extended Display Identification Data. Это информация, переданная дисплеем видеокарте. Здесь обычно содержится модель, производитель, такйминги, разрешение и размер дисплея. Xorg использует эти параметры для выбора оптимального разрешения экрана и глубины цвета.

Но иногда информация из EDID может быть неточной или неверной. Тогда вы можете установить нужные параметры вручную через xorg.conf. Но будьте осторожны, если ваш экран не поддерживает некоторые параметры, вы можете его повредить. Характеристики каждого отдельного устройства можно найти в интернете или же в инструкции от производителя.

Например, вот секция Monitor с настройкой вертикальной и горизонтальной частот, а также разрешения:

Identifier «Monitor0»
VendorName «Unknown»
ModelName «DFP-0»
HorizSync 28.0 — 72.0
VertRefresh 43.0 — 60.0
ModeLine «1440x900_60.00» 106.5 1440 1520 1672 1904 900 901 904 932 -hsync +vsync

Добавив такие опции в секцию Device, вы можете отключить использование EDID:

Option «UseEDIDFreqs» «FALSE»
Option «UseEDIDDpi» «FALSE»
Option «ModeValidation» «NoEdidModes»

Наиболее важное значение — это две частоты, которые определяют диапазон работы устройства. Строка ModeLIne необязательна, поскольку она вычисляется автоматически, но если X сервер задает значения неверно, вы можете их прописать жестко в этой строке.

Настройка видеокарты в xorg.conf

У драйверов видеокарт ест множество различных полезных опций, которые вы можете настроить с помощью xorg.conf. Большинство из них специфичны для конкретного производителя видеокарт. Например, есть множество настроек для видеокарт NVIDIA, но с другой стороны карты от ATI не настраиваются через этот файл. Драйвера с открытым исходным кодом от Intel имеют только несколько настроек. Дальше будет рассмотрена настройка видеокарты linux для различных производителей.

Настройка Nvidia

У видеокарт NVIDIA есть множество настроек, которые можно указать в xorg.conf. Каждая строка состоит из ключа и значения, ее можно разместить в секции Screen или Device:

• Option «NoLogo» «true» — во время инициализации драйвера показывается логотип NVIDIA. Это занимает некоторое время, поэтому с помощью такой строки можно отключить логотип;
• Option «LogoPath» «адрес_файла» — вы можете заменить логотип NVIDIA на свое изображение, для этого просто укажите его адрес в этой строке;
• Option «CursorShadow» «true» — если вы хотите видеть тень вокруг курсора, включите эту опцию. Тут есть два дополнительных параметра CursorShadowXOffset и CursorShadowYOffset, которые позволяют установить положение тени;
• Option «Coolbits» «true» — эта опция позволяет включить возможность разгона частоты процессора и скорости памяти вашей видеокарты. Но вам нужно быть аккуратным с этим параметром, поскольку так вы можете повредить сове оборудование. Параметры разгона будут отображаться в утилите nvidia-config;
• Option «DPI» «75 x 85» — если значение DPI (количество точек на дюйм) установлено неверно, то это может повлиять на правильность отображения шрифтов. Обычно, Xorg вычисляет этот параметр на основе EDID, но вы можете установить его вручную. Например, для монитора с разрешением ,440×900 и физическим размером 16×10 дюймов, значение DPI будет составлять (1,440/16)x(900/10) = 90×90.

Настройка видеокарты Intel

Графическими картами от Intel не всегда поддерживается настройка xorg.conf. Поэтому вам нужно проверить каждую из опций чтобы увидеть дает ли она какой-либо результат. Опции нужно добавлять в раздел Device:

• Option «AccelMethod» «EXA» — эта опция позволяет включить новую архитектуру ускорения EXA. Она поддерживается в большинстве интегрированных карт Intel 943/940 и позволяет улучшить скорость композитинга.
• Option «MigrationHeuristic» «greedy» — позволяет уменьшить использование видеопамяти на хранение различных текстур, что повышает общую производительность;
• Option «TripleBuffer» «true» — этот параметр включает использование более совершенного метода двойной буферизации (используется для противостояния мерцанием).

Решение проблем xorg.conf

Если у вас не получается правильно настроить xorg.conf, нужно начать с самого меньшего. Используйте драйвер Vesa. Это стандартный видеодрайвер, а значит, его поддерживает любая видеокарта. Просто установите значение опции Driver — Vesa и попробуйте запустить X сервер. Вы должны увидеть свой рабочий стол.

Но драйвер Vesa работает намного медленнее, чем более современные драйвера. Если Vea позволяет запустить графическое окружение, значит проблема в вашем графическом драйвере или в настройке.

Попробуйте использовать утилиту lspci, чтобы посмотреть точную версию своей видеокарты, обычно для старых карт нужны более старые драйвера.

Если проблемы все еще возникают, посмотрите файл журнала, обычно он расположен в каталоге /var/log/ и имеет в расширении номер сессии, например, /var/log/Xorg.log.1 или /var/log/Xorg.log.0. Здесь будут выведены все сообщения об ошибках. Также вы можете запустить Xorg с опцией -verbose, чтобы сразу увидеть все ошибки. Одна из самых распространенных ошибок — это неверное выставленное разрешение экрана, вы можете попробовать закомментировать все строки ModeLine и перезапустить X сервер.

Выводы

Теперь вы знаете достаточно и настройка видео Linux с помощью xorg не должна для вас быть очень сложной, даже если вы раньше этим не занимались. Особенно, если вы недовольны текущими настройками. Настройка x сервера поможет вам получить больше от старого оборудования или интегрированных карт. Только не забывайте делать резервные копии перед внесением каких-либо изменений.

Источник