अनुवादक से: धीमे सॉफ्टवेयर की समस्या हाल के हफ्तों में हैबे और हैकर समाचार पर चर्चा के मुख्य विषयों में से एक बन गई है। उदाहरण के लिए, निकिता प्रकोपोव के लेख "सॉफ्टवेयर में मेरी निराशा" और उस पर 2432 टिप्पणियां देखें।

हम कंप्यूटर पर बहुत समय बिताते हैं। जब भी आप एप्लिकेशन लॉन्च करते हैं और वेब पेज लोड करते हैं, हम हर बार इंतजार कर रहे हैं। हर जगह स्पिनर या ग्लास ग्लास आइकन हैं। लोहा अधिक शक्तिशाली हो रहा है, लेकिन सॉफ्टवेयर अभी भी धीमा है। ऐसा क्यों?

यदि आप महत्वपूर्ण काम करने के लिए कंप्यूटर का उपयोग करते हैं, तो आप तेजी से सॉफ्टवेयर के लायक हैं। बहुत बार, आधुनिक सॉफ़्टवेयर इन आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है। इंक एंड स्विच रिसर्च लैब में, हमने इस स्थिति के कारणों का अध्ययन किया, सॉफ्टवेयर अंततः बेहतर हो गया। इस लेख ने हमारे अध्ययन के परिणामों को प्रकाशित किया।

सामग्री की तालिका

• जहां बिल्कुल सुस्ती है
  
  • देरी बैंडविड्थ नहीं है
  • टच इंटरफेस
  • कीबोर्ड
  • एक चूहा
  • क्षुधा
• मंदी कहाँ से आती है?
  
  • इनपुट डिवाइस
  • नमूना लेने की दर
  • डिस्प्ले और जीपीयू
  • लूप ओवरले
  • रनटाइम ओवरहेड
  • देरी से पहुंचा
  • शत्रुतापूर्ण एजेंट
  • आवेदन कोड
  • यह सब एक साथ रखना
• सॉफ्टवेयर तेज करने के लिए
• साहित्य

जहां बिल्कुल सुस्ती है

उपयोगकर्ताओं को "धीमी" कार्यक्रम के रूप में क्या माना जाता है? कभी-कभी सॉफ्टवेयर हम सभी को देरी और शिथिलता से परेशान करता है। लेकिन इन समस्याओं को बेहतर ढंग से समझने के लिए, सहज संवेदनाओं को अकादमिक अध्ययनों के साथ पूरक होना चाहिए जो इस प्रश्न का सख्ती से जवाब देते हैं।

विलंबित गति निकटता की अवधारणा से निकटता से संबंधित है। इन अनुप्रयोगों में वास्तविक देरी की माप के साथ "क्या धीमा लगता है" के वैज्ञानिक अनुसंधान की तुलना यह स्पष्ट करती है कि सब कुछ कितना बुरा है।

देरी बैंडविड्थ नहीं है

सॉफ़्टवेयर प्रदर्शन पर चर्चा करते समय, हम अक्सर बैंडविड्थ के बारे में सुनते हैं। उदाहरण के लिए, "यह वेब सर्वर प्रति सेकंड 10,000 अनुरोधों को निष्पादित कर सकता है।" लेकिन ऐसा नहीं है कि उपयोगकर्ता चीजों को कैसे देखते हैं। वे इस बात की परवाह करते हैं कि उनके विशेष वेब अनुरोध को दस्तावेज़ खोलने में कितना समय लगता है, या माउस क्लिक पर एप्लिकेशन कितनी जल्दी प्रतिक्रिया करता है। ये इंटरैक्शन विलंबता के साथ जुड़े हुए हैं। देरी एक महत्वपूर्ण मीट्रिक है जिसे हम इस लेख में अध्ययन करेंगे।

उपयोगकर्ता की धारणा
इंटरैक्टिव सिस्टम में विलंबता के महत्व के बारे में अधिक जानकारी के लिए, यहां देखें।

अन्य कारक सॉफ्टवेयर की गति की भावना को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, लंबे कार्यों के दौरान फ्रेम दर और प्रतिक्रिया। लेकिन हम मानते हैं कि विलंबता एक मौलिक मीट्रिक है, और बहुत कम विलंबता के साथ, कोई भी सॉफ़्टवेयर बहुत तेज़ महसूस करेगा।

टच इंटरफेस

सबसे पहले, स्क्रीन की देरी को छूने के लिए मानवीय संवेदनशीलता पर विचार करें।

शोधकर्ता इसे उन परीक्षणों से सत्यापित करते हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि उपयोगकर्ताओं को क्या देरी होती है। सबसे पहले, विषयों को 1 एमएस की देरी के साथ एक इंटरफ़ेस की पेशकश की जाती है, और फिर (कहते हैं) 70 एमएस, और एक बटन दबाने जैसे संचालन करने के लिए कहा जाता है। यदि 70 एमएस इंटरफ़ेस लगातार 1 एमएस इंटरफेस की तुलना में खराब परिणाम दिखाता है, तो 70 एमएस को "ध्यान देने योग्य अंतर" कहा जाता है।

न्यूनतम ध्यान देने योग्य अंतर
देरी और संबंधित प्रयोगात्मक सुविधाओं में न्यूनतम ध्यान देने योग्य अंतर के बारे में अधिक जानकारी के लिए, उदाहरण के लिए, यह काम करें ।

न्यूनतम ध्यान देने योग्य अंतर बजट है, जिसके बाद उपयोगकर्ता के लिए एक विशिष्ट ऑपरेशन धीमा लगने लगेगा।

उदाहरण के लिए, स्क्रीन पर वस्तुओं को खींचते समय, उपयोगकर्ता केवल ~ 2 एमएस की देरी का अनुभव करते हैं। कम से कम ध्यान देने योग्य देरी उपयोगकर्ता और प्रदर्शन की जा रही कार्रवाई पर निर्भर करती है, लेकिन यह हमेशा बहुत कम है।

ड्रैग एंड ड्रॉप की धारणा
एक स्टाइलस के साथ खींचते समय धारणा रिपोर्ट 2-16 एमएस ।
2-11 एमएस जब एक उंगली के साथ खींच रहा है ।
एक उंगली से खींचने पर औसतन 11 एमएस ।

टैबलेट पर एक स्टाइलस के साथ ड्राइंग करते समय इसी तरह के परिणाम प्राप्त किए गए थे। यहां, शोधकर्ताओं ने उपयोगकर्ताओं को 20 से 80 एमएस की देरी की सूचना दी। हमारे अपने अनौपचारिक परीक्षणों में, लगभग 80 एमएस की देरी को बहुत ध्यान देने योग्य के रूप में देखा जाता है, और स्टाइलस के लिए लिखावट के दौरान उत्तरदायी दिखाई देने के लिए 20 एमएस के करीब कुछ ज्यादा होता है।

स्टाइलस देरी धारणा
स्टाइलस के साथ लिखते समय 10−70 एमएस की देरी की धारणा पर रिपोर्ट करें ।
स्टाइलस के साथ विभिन्न कार्यों के लिए 21-82 एमएस ।

तुलना करते समय निम्न और उच्च हस्तलिपि विलंबता के बीच का अंतर स्पष्ट है:

लेफ्ट: iPad प्रो और नोट्स लगभग 15 एमएस के एंड-टू-एंड लेटेंसी के साथ ऐप। अधिकार: लगभग 70 एमएस की देरी के साथ सैमसंग एस 3 और वननोट ऐप। वीडियो 16 गुना धीमा है।

स्पर्श उपकरणों पर एक और विशिष्ट ऑपरेशन बटन या लिंक पर क्लिक कर रहा है। यहां, परीक्षणों ने निर्धारित किया कि उपयोगकर्ताओं को 70 एमएस के मोड़ के आसपास एक देरी दिखाई देती है (हालांकि यह कुछ व्यक्तिगत उपयोगकर्ताओं के लिए कम है)।

स्क्रीन देरी की धारणा
इस अध्ययन में 69 एमएस की एक न्यूनतम न्यूनतम अंतर का पता चला।

यहां दो अलग-अलग देरी की तुलना करने वाला एक उदाहरण दिया गया है:

बायां: लगभग 90 एमएस की देरी के साथ iPhone 6s पर सेटिंग्स टैब खोलने। राइट: सैमसंग एस 3 पर स्विचिंग सेटिंग्स लगभग 330 एमएस की देरी के साथ। वीडियो 16 गुना धीमा है।

आधुनिक अनुप्रयोग इन थ्रेसहोल्ड से कैसे मिलते हैं? यदि हम ड्रैग एंड ड्रॉप के बारे में बात करते हैं, तो कोई भी वाणिज्यिक प्रणाली लगातार सभी उपभोक्ताओं को संतुष्ट करने के लिए कई मिलीसेकेंड की देरी के अनुरूप नहीं हो पाती है।

खींचें और ड्रॉप प्रदर्शन
जैसा कि हम नीचे देखेंगे, यहां तक ​​कि डेटा प्रविष्टि के लिए डिस्प्ले और उपकरण 10 एमएस के बजट में फिट नहीं होते हैं, सॉफ्टवेयर की कई परतों का उल्लेख नहीं करते हैं।

इस प्रकार, टच स्क्रीन के साथ सभी मौजूदा ऑपरेटिंग सिस्टम का उपयोग करते समय, कम से कम कुछ उपयोगकर्ता महसूस करेंगे कि खींचने और छोड़ने पर ऑब्जेक्ट आपकी उंगली के पीछे है।

स्टाइलस के साथ ड्राइंग करते समय, सिस्टम की एक छोटी संख्या में देरी का एक निम्न स्तर होता है। लेकिन उनमें से अधिकांश इन मूल्यों से बहुत अधिक हैं, जो उपयोगकर्ताओं द्वारा एक महत्वपूर्ण देरी के रूप में अपेक्षित हैं:

नीचे विभिन्न उपकरणों के लिए टैबलेट पर स्टाइलस के साथ ड्राइंग में देरी पर इंक और स्विच परीक्षणों के परिणाम हैं। औसत देरी, स्क्रीन के साथ संपर्क से मापा इसी पिक्सेल के रंग परिवर्तन की शुरुआत के लिए, निकटतम 5 एमबी तक गोल हैं।

युक्ति	कार्यक्रम	देरी (एमएस)
आईपैड प्रो	नोट्स	20
	GoodNotes	30
	स्पंदन	35
भूतल समर्थक	OneNote	25
	स्केचपैड	30
	कैनवास	60
Pixelbook	व्यंग्य	40
	कैनवास	60
सैमसंग s3	व्यंग्य	60
	स्पंदन	65
	कैनवास	75
	LiveBoard	80

यद्यपि हमारे पास सभी उपकरणों पर देरी का डेटा नहीं है, फिर भी हम मानते हैं कि वे ऊपर की ओर देखे गए स्टायलस ड्रॉइंग डेले के तुलनीय हैं।

देरी करें क्लिक करें देरी
हम इन देरी की तुलना करने की उम्मीद करते हैं, क्योंकि दोनों मामलों में, स्पर्श इनपुट का उपयोग किया जाता है, अर्थात, स्क्रीन रिफ्रेश चक्र सक्रिय होता है। हालांकि, कुछ अंतर हैं, इसलिए मान बिल्कुल समान होने की संभावना नहीं है।

चूँकि यहाँ लगभग 70 ms की देरी संभव है, इसलिए अधिकांश सिस्टम क्लिक पर अच्छी प्रतिक्रिया देने में सक्षम हैं। लेकिन उन एप्लिकेशनों को ढूंढना भी आसान है जो सिस्टम की सैद्धांतिक क्षमताओं से बहुत बदतर काम करते हैं।

सामान्य तौर पर, संवेदी प्रणालियों को उत्तरदायी बनाने के लिए बहुत कम विलंबताएं होनी चाहिए। अधिकांश डिवाइस और एप्लिकेशन इस स्तर के प्रदर्शन को प्रदान करने में सक्षम नहीं हैं, और इसलिए वे सभी महसूस करते हैं, अलग-अलग डिग्री के लिए, उपयोगकर्ताओं के लिए धीमा।

कीबोर्ड

कुछ सबूत हैं कि टाइपिंग विलंबता उपयोगकर्ता अनुभव में वृद्धि।

इनपुट देरी का प्रभाव
इस अध्ययन में, कीस्ट्रोक्स में यादृच्छिक देरी को जोड़ा गया, जिससे इनपुट प्रदर्शन कम हो गया। हालांकि, इसने केवल देरी की एक सीमा का मूल्यांकन किया। इसके अलावा, अध्ययन के लेखकों का सुझाव है कि अनुभवी टाइपसेट बढ़ी हुई विलंबता के लिए अनुकूल हो सकते हैं।

हालांकि, हम विशेष रूप से कम से कम ध्यान देने योग्य इनपुट देरी को मापने वाले अध्ययनों से अवगत नहीं हैं। टच स्क्रीन को दबाने में देरी (लगभग 70 एमएस पर ध्यान देने योग्य) एक उपयोगी मार्गदर्शिका हो सकती है क्योंकि यह एक उंगली के असतत स्पर्श और स्क्रीन के एक दृश्य ताज़ा के बीच के समय को भी मापता है।

नीचे विभिन्न मशीनों के लिए एक चरित्र की उपस्थिति के लिए कीस्ट्रोके की शुरुआत से अंत-से-अंत कीबोर्ड देरी के कुछ अनौपचारिक माप हैं। स्रोत: "कंप्यूटर विलंबता: 1977−2017" , स्याही और स्विच परीक्षण।

कंप्यूटर	देरी (एमएस)
Apple iie	30
कमोडोर पेट 4016	60
iMac g4 OS 9	70
मैकबुक प्रो 2014	100
कस्टम हसवेल-ई 24 हर्ट्ज	140
सैमसंग s3	150
Powerspec g405 लिनक्स	170
प्रतीक चिह्न 3620	300

कीबोर्ड लेटेंसी के प्रभावों का सटीक माप साहसिक शोधकर्ताओं के लिए एक महान प्रयोग होगा। किसी भी मामले में, यह संभावना है कि कई उपयोगकर्ताओं के लिए कीबोर्ड से प्रवेश करते समय एक ठोस देरी के लिए सीमा 100 एमएस से नीचे है। शायद बहुत कम।

एक चूहा

हमारी समीक्षा में नवीनतम प्रकार के इनपुट डिवाइस। एक प्रयोग ने निर्धारित किया कि उपयोगकर्ताओं को 65 एमएस के औसत के साथ 34 से 137 एमएस से माउस विलंबता माना जाता है।

विभिन्न चूहों में बहुत अलग देरी के मूल्य हैं। कुछ प्रणालियां उच्च-प्रदर्शन वाले उपकरणों को सावधानीपूर्वक निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग के साथ जोड़कर 10 एमएस से कम मान दिखाती हैं ( यह लगभग 9 एमएस की देरी के साथ स्थापना का वर्णन करता है)। इसके अलावा, आप औसत दर्जे के उपकरण और अनुप्रयोगों के संयोजन पर 100 एमएस से परे जा सकते हैं जो माउस और प्रदर्शन के बीच अतिरिक्त देरी, या बफ़र्स को पेश करते हैं।

क्षुधा

अनुप्रयोग-स्तर की देरी मापती है कि विशिष्ट एप्लिकेशन क्रियाएं करने में कितना समय लगता है, जैसे कि वेब पेज लोड करना। इस तरह की देरी का एक उदाहरण NYTimes के वेब पेज को लोड करना है, जिसमें लगभग 3000 ms लगते हैं।


ऐप एक्शन कब तेज़ लगते हैं? यह सुनिश्चित करना मुश्किल है, क्योंकि उनके कार्य सरल डेटा प्रविष्टि की तुलना में अधिक जटिल और विविध हैं। संभवतः, उत्तर उपयोगकर्ताओं की अपेक्षाओं पर भी निर्भर करता है (वर्तमान में आमतौर पर लोग धीमे सॉफ्टवेयर के साथ काम करते हैं)। लेकिन हम अनुमानित संख्या की गणना कर सकते हैं।

विलंब साहित्य
विभिन्न अनुप्रयोगों के उपयोगकर्ताओं पर देरी के प्रभाव पर साहित्य समीक्षा देखें। यह विषय में गहन विसर्जन के लिए एक अच्छा प्रारंभिक बिंदु है।

जब आप स्क्रीन पर क्लिक करते हैं, तो संदर्भ मानों में से एक विशिष्ट 70 एमएस मीट्रिक है जो ऊपर दिखाई गई न्यूनतम देरी है। यदि आप एक लिंक पर क्लिक करने और एक क्लिक संकेतक प्रदर्शित करने के बीच देरी पर ध्यान देते हैं, तो आपको वेब पेज पर क्लिक करने और खोलने के बीच समान देरी की सूचना देनी चाहिए।

एक अन्य संदर्भ Google रेल डेवलपर मॉडल है । हालांकि इस मॉडल के लेखक किसी भी तरह से अपने बयानों को प्रमाणित नहीं करते हैं, मॉडल का दावा है कि 100 एमएस के भीतर प्रतिक्रिया "तात्कालिक" और उच्च विलंब "कार्रवाई और प्रतिक्रिया के बीच संबंध" को तोड़ती है।

आप अनधिकृत रूप से टर्मिनल में अपनी संवेदनशीलता की जांच कर सकते हैं। अपने पसंदीदा कमांड लाइन कार्यक्रमों को लें और उन्हें 'समय' पैरामीटर के साथ चलाएं, जो निष्पादन समय को मापता है। निश्चित रूप से 15 एमएस (उत्कृष्ट!) और 500 एमएस (जाहिर है धीमी) के लिए प्रतिक्रियाओं के बीच अंतर पर ध्यान दें।



अंतिम संदर्भ बिंदु के रूप में, हम ध्यान में रखते हैं कि एक दृश्य उत्तेजना के लिए एक सामान्य मानव प्रतिक्रिया लगभग 220 एमएस है ।

यह मूल्य ध्यान देने योग्य देरी से बहुत बड़ा है, क्योंकि प्रतिक्रिया में न केवल अवलोकन, बल्कि बाद की कार्रवाई भी शामिल है।

कुछ शोधकर्ताओं के निष्कर्षों को ध्यान में रखना भी आवश्यक है कि एक व्यक्ति बेहोश, शारीरिक स्तर पर देरी में वृद्धि का अनुभव करने में सक्षम है।

वास्तविक अनुप्रयोग

वास्तविक एप्लिकेशन इन दिशानिर्देशों को कैसे फिट करते हैं? कुछ नकल कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, कई यूनिक्स कमांड-लाइन प्रोग्राम 100 एमएस से अधिक तेज चलते हैं।

लेकिन अधिकांश इंटरनेट एप्लिकेशन दायरे से बाहर हैं। लगभग 1000ms में Google खोज अधिकांश वेब अनुप्रयोगों की तुलना में बहुत तेज़ है, लेकिन कमांड लाइन पर 100ms से कम की तुलना में अभी भी काफी धीमी है। और उन पृष्ठों के उदाहरण ढूंढना आसान है जो अच्छे कनेक्शन पर भी 5000 से अधिक एमएस लोड करते हैं।

मोबाइल और डेस्कटॉप कंप्यूटर के मामले में, कुछ एप्लिकेशन हैं जो लगातार 100 एमएस से कम की देरी दिखाते हैं, जैसे कि आईओएस में अंतर्निहित कैलकुलेटर। लेकिन उन अनुप्रयोगों के उदाहरणों को खोजना आसान है जो इस सीमा से अधिक हैं, भले ही उनके पास स्थानीय रूप से सभी डेटा उपलब्ध हों (या होना चाहिए)। सुस्त उदाहरण पर विचार करें।

नीचे दिए गए वीडियो से पता चलता है कि iPad प्रो पर एक ही कार्यक्षेत्र में दो कम-वॉल्यूम चैनलों के बीच स्विच करने में लगभग 220 एमएस लगते हैं, हालांकि नेटवर्क कॉल की कोई आवश्यकता नहीं है, और iPad प्रो यकीनन दुनिया में सबसे ज्यादा प्रदर्शन करने वाला मोबाइल डिवाइस है (वीडियो 8 गुना तक धीमा है) ):


कार्रवाई में देरी जैसे व्यापक क्षेत्र में सभी कार्यक्रमों के लिए एक सामान्य निष्कर्ष निकालना मुश्किल है। फिर भी, यह स्पष्ट प्रतीत होता है कि कुछ एप्लिकेशन बहुत जल्दी कार्रवाई करते हैं और उपयोगकर्ताओं के लिए तात्कालिक लगते हैं (100 एमएस से कम), लेकिन कई एप्लिकेशन ऐसा नहीं करते हैं।

मंदी कहाँ से आती है?

इस प्रकार, हमने पाया कि कई कार्यक्रम वास्तव में धीरे-धीरे काम करते हैं। यह सब समय कहाँ चल रहा है और हम क्या अनुकूलित कर सकते हैं? इस समस्या पर विचार करें, श्रृंखला में पहले घटक के साथ शुरू: इनपुट डिवाइस।

इनपुट डिवाइस

पाइपलाइन में पहला चरण, जो स्क्रीन पर भौतिक इनपुट डेटा को अपडेट में परिवर्तित करता है, इनपुट डेटा का प्रसंस्करण है: ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए डिजिटल सिग्नल में टच स्क्रीन, कीबोर्ड या माउस के साथ संपर्क को परिवर्तित करना। यहां हम देखते हैं कि यह कदम कब तक चलता है।

आइए कीबोर्ड से शुरू करते हैं। तालिका मापी गई देरी को एक कीस्ट्रोक की शुरुआत से यूएसबी हब पर एक सिग्नल से दिखाती है, जिसे 5 एमएस ( स्रोत ) तक गोल किया जाता है।

कीबोर्ड	देरी (एमएस)
सेब का जादू	15
दास ३	25
किनेसिस फ्रीस्टाइल 2	30
Ergodox	40
Kinesis लाभ	50
लॉजिटेक MK360	60

जैसा कि आप देख सकते हैं, ये कीबोर्ड आसानी से प्रसंस्करण पाइपलाइन में पहले चरण में बजट से दसियों मिलीसेकेंड लेते हैं। यह 100 एमएस या उससे कम के कुल बजट से है! यह विषय "खुशी के साथ मुद्रण" लेख में बहुत अधिक विस्तार से कवर किया गया है।

इसी तरह बजट से दसियों मिलीसेकेंड का चूना लेते हैं। हालांकि सबसे उच्च प्रदर्शन वाले गेमिंग चूहों में 10 एमएस से कम की देरी है। दबाने की प्रतिक्रिया पर डेटा यहां भिन्न होता है, यहां तक ​​कि, व्यक्तिगत उदाहरण 10 एमएस ( उदाहरण ) से कम का परिणाम दिखाते हैं।

मोबाइल उपकरणों में, इनपुट उपकरणों पर होने वाली देरी के अनुपात को मापना अधिक कठिन है क्योंकि वे अन्य हार्डवेयर घटकों के साथ कसकर एकीकृत होते हैं। हालाँकि, हम इनपुट डिवाइसों के उपकरणों में कुछ सामान्य पैटर्न का उपयोग उनकी देरी का मूल्यांकन करने के लिए कर सकते हैं, साथ ही साथ स्टैंड-अलोन डिवाइसों में भी।

नमूना लेने की दर

एक सामान्य पैटर्न नमूना दर है। कई इनपुट उपकरणों में, आवधिक अंतराल पर उपकरण "स्कैन" या "नमूने" इनपुट। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट उपभोक्ता टचस्क्रीन 60 हर्ट्ज की आवृत्ति पर कार्य करता है, अर्थात, यह लगभग हर 17 एमएस को सेंसर करता है। इसका मतलब है कि सबसे खराब स्थिति में, इनपुट डिवाइस की देरी कम से कम 17 एमएस होगी, और औसतन 8 एमएस से अधिक नहीं होगी।

सभी चीजें समान होने के कारण, उच्चतर स्कैन दर इनपुट विलंब को कम करेगी। उदाहरण के लिए, एप्पल के उन्नत टचस्क्रीन और स्टाइलस 60 हर्ट्ज ( ऐप्पल डॉक्यूमेंटेशन आर्काइव से जानकारी) से अधिक आवृत्तियों पर काम करते हैं।

युक्ति	टचस्क्रीन (हर्ट्ज)	स्टाइलस (हर्ट्ज)
iPhone 6	60
iPhone 7	60
iPhone 8	60
iPhone X	120
आईपैड एयर 2	60
iPad मिनी 4	60
आईपैड प्रो	120	240

देरी का एक समान स्रोत यूएसबी मतदान है। USB प्रोटोकॉल कीबोर्ड से इनपुट प्राप्त करता है, इसलिए कीबोर्ड को क्लिक के बारे में जानकारी भेजने के लिए USB पोल का इंतजार करना पड़ता है। लो-स्पीड USB पोलिंग 125 हर्ट्ज पर चलती है, यह अपरिहार्य ~ 8 एमएस मैक्स को पेश करता है। और ~ 4 ​​एमएस औसत देरी। 1000 हर्ट्ज या उससे अधिक की आवृत्ति के साथ यूएसबी स्कैन के बाद के संस्करण, देरी के प्रभाव को कम करते हैं।

इनपुट डिवाइस में देरी के कई अन्य संभावित स्रोत हैं, उदाहरण के लिए, संपर्क उछाल (अधिक जानकारी के लिए लेख "कीबोर्ड मैट्रिक्स को स्कैन करना और उछाल के सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर प्रभाव के बारे में उछाल" )।

हम यहां इन सभी बारीकियों पर विचार नहीं करेंगे, लेकिन हम मुख्य पर जोर देते हैं: ए) इनपुट डिवाइस स्वयं सॉफ़्टवेयर में किसी भी प्रसंस्करण से पहले एक महत्वपूर्ण देरी का कारण बन सकते हैं; बी) यह कई असतत कारणों के कारण हो सकता है, और देरी समय को जोड़ा जाता है।

डिस्प्ले और जीपीयू

कन्वेयर के दूसरे छोर पर हार्डवेयर डिस्प्ले और वीडियो कार्ड है।

यहां देरी का एक स्रोत प्रदर्शन फ्रेम दर है। चूँकि प्रदर्शनों को लगातार नहीं बदला जा सकता है, इसलिए यह ऊपर वर्णित मतदान उपकरणों के समान अपरिहार्य विलंब की ओर ले जाता है। यदि स्क्रीन को हर 20 एमएस में अपडेट किया जाता है (कहते हैं), तो यह सबसे खराब स्थिति में 20 एमएस विलंब और औसतन 10 एमएस जोड़ता है।

मोशन धारणा
अन्य कारक स्क्रीन पर चलती वस्तुओं की हमारी धारणा को प्रभावित करते हैं। ब्लर बस्टर्स इस विषय पर एक उत्कृष्ट संसाधन है। उदाहरण के लिए, एलसीडी मोशन आर्टिफ़ैक्ट 101 देखें ।

अधिकांश डिस्प्ले 60 हर्ट्ज पर संचालित होते हैं, हालांकि पेशेवर उपकरण और गेमिंग डिस्प्ले 120 हर्ट्ज, 144 हर्ट्ज और 240 हर्ट्ज पर काम करते हैं। इस प्रकार, केवल प्रदर्शन फ्रेम दर आमतौर पर लगभग 8 एमएस की औसत देरी से जुड़ती है, हालांकि उच्चतम फ्रेम दर वाले डिस्प्ले में इसे कुछ मिलीसेकंड तक घटाया जा सकता है।

डिस्प्ले से देरी के लिए एक और योगदान नए डेटा प्राप्त करने के बाद पिक्सल के रंग को शारीरिक रूप से बदलने में लिया गया समय है। यह समय कुछ हद तक हाई-एंड गेमिंग डिस्प्ले में कम उत्तरदायी एलसीडी में दोहरे अंकों के मान से भिन्न होता है।

प्रतिक्रिया समय प्रदर्शित करें
यह पैरामीटर मापना मुश्किल है, लेकिन नोटबुक चेक वेबसाइट पर कुछ चित्रण डेटा उपलब्ध है । उदाहरण के लिए, धीमी और तेज़ डिस्प्ले का उदाहरण देखें ।

आधुनिक उच्च-अंत उपकरणों पर, डिस्प्ले एक विशेष ग्राफिक्स प्रोसेसर (GPU) से जुड़ा हुआ है। जीपीयू प्रदर्शन के लिए पिक्सेल की एक सरणी बनाते हैं, उदाहरण के लिए, 2 डी परतों की व्यवस्था करके या 3 डी आभासी दृश्यों को प्रस्तुत करके। जीपीयू एक गति से फ्रेम का उत्पादन करता है जो जीपीयू हार्डवेयर पर निर्भर करता है, एप्लिकेशन और प्लेटफ़ॉर्म कोड के साथ बातचीत, और कभी-कभी डिस्प्ले के साथ सिंक्रनाइज़ेशन लॉजिक पर।

एक संबंधित समस्या तब होती है जब एप्लिकेशन कोड बहुत धीमा होता है और यह पूरी तरह से उपयोग करने के लिए जीपीयू को तेजी से निर्देश नहीं भेजता है। यह कम गति पर अनूठे फ्रेम बनाने के लिए GPU की ओर ले जा सकता है, यदि इसके पास वास्तव में एप्लिकेशन से लगातार निर्देश हैं। यह lags का एक सामान्य स्रोत है जिसे हम 2D अनुप्रयोगों में 60 फ्रेम प्रति सेकंड से कम प्रदर्शित करते हुए देखते हैं।

लगी
लगी प्रकार 'Jank' शब्दों में वर्णन करना कठिन है, लेकिन वे आसानी से पहचानने योग्य होते हैं। नाथन गिटर, डिज़ाइनिंग जनक-फ्री ऐप्स लेख में, उन्हें "दृश्य दुर्घटनाओं को अप्रत्याशित या विचलित करने वाले" के रूप में परिभाषित करता है।

लूप ओवरले

हमने पाइप लाइन के कम से कम तीन हिस्सों पर चर्चा की, जहां रुक-रुक कर होने वाली गतिविधि के कारण देरी होती है: इनपुट स्कैनिंग, जीपीयू रेंडरिंग साइकल, और रिफ्रेश साइकल। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि उन्हें इस तरह से जोड़ा जा सकता है कि अनिवार्य रूप से सभी देरी जोड़ते हैं:


कई चक्रों की प्रतीक्षा कर रहे हैं। काल्पनिक देरी कैस्केड से पता चलता है कि लगातार हार्डवेयर चक्र की प्रतीक्षा में देरी कैसे हो सकती है। धराशायी ऊर्ध्वाधर रेखाएं इंगित करती हैं कि साइकिल को कन्वेयर को उम्मीद करनी चाहिए।

पाइपलाइन में अगले चरण पर जाने के लिए, हमें अगले चक्र तक इंतजार करना होगा। और छोरों को एक दूसरे के साथ संरेखित नहीं किया जा सकता है। असंगत चक्र और एक प्रतिकूल प्रारंभिक इनपुट समय 10 मिली सेकेंड की अतिरिक्त देरी का कारण बन सकता है। ऊपर वर्णित विलंब बजट की तुलना में यह एक बड़ी राशि है।

रनटाइम ओवरहेड

सॉफ़्टवेयर साइड पर, रनटाइम देरी ऑपरेटिंग सिस्टम और अन्य कोड में अंतर्निहित है जो सीधे आवेदन से संबंधित नहीं है। दो महत्वपूर्ण उदाहरणों पर विचार करें: कचरा संग्रह और शेड्यूलिंग।

सबसे पहले कचरा संग्रह (जीसी) आता है। जीसी दुनिया में दो सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले प्लेटफार्मों में महत्वपूर्ण है: वेब (जावास्क्रिप्ट) और एंड्रॉइड (जावा)।

कुछ मामलों में, कचरा संग्रह एक बड़ी देरी का कारण बन सकता है, खासकर कम इनपुट देरी के लिए आवश्यकताओं के बारे में। जावास्क्रिप्ट या जावा वातावरण के लिए, लगभग 10 एमएस के कचरा संग्रह में देरी आश्चर्यजनक नहीं है। लेकिन यह सब टच स्क्रीन पर वस्तुओं को खींचने के लिए बजट है!

कचरा संग्रह केवल एक फ्रेम में देरी कर सकता है। लेकिन फ्रेम के नुकसान के कारण लैग के मामले में, इस तरह के झटके नाराज उपयोगकर्ताओं को।

जीसी विलंब को कम करने के तरीके हैं। इनमें मुख्य धागे के बाहर जीसी के अधिक से अधिक काम करना शामिल है, और केवल कुछ अलग-अलग ठहरावों के लिए जीसी को अनुकूलित करना है। उदाहरण के लिए, V8 के कचरा संग्रहण अभियान को मुख्यधारा से बाहर ले जाने के लिए प्रयास और जीसी लैग्स को अधिकतम करने के लिए गो के प्रयास 1 एमएस से काफी कम हैं।

प्रोग्रामिंग भाषा का उपयोग करने का एक और विकल्प है जो आंशिक रूप से जीसी की सुविधा का त्याग करता है, लेकिन एक अधिक पूर्वानुमानित प्रदर्शन है। स्विफ्ट जैसी भाषाएं मनमाने ढंग से कचरा संग्रह करने से बचती हैंस्वचालित संदर्भ गिनती ।

ओवरहेड का एक अन्य संभावित स्रोत ऑपरेटिंग सिस्टम शेडिंग है। हमारे आवेदन (और ओएस में इसकी निर्भरता) जरूरी नहीं कि लगातार काम करें। अन्य कार्यक्रमों को लॉन्च के लिए निर्धारित किया जा सकता है, जबकि हमारा बहुत कम समय के लिए जबरन निलंबित कर दिया जाता है। प्रत्येक कार्यक्रम में समय लगता है, और प्रोसेसर कोर की संख्या सीमित है।

प्रेषण समस्या CPU उपयोग से संबंधित है। यदि आपका एप्लिकेशन अपने प्रदर्शन लक्ष्यों को पूरा करता है, लेकिन इसके लिए लगभग 100% कंप्यूटिंग संसाधनों की आवश्यकता होती है, तो इससे उपयोगकर्ता परेशान हो सकते हैं। बैटरी की खपत बढ़ जाएगी, डिवाइस गर्म हो जाएगा और एक प्रशंसक के साथ शोर करना शुरू कर सकता है। दूसरे शब्दों में, ceteris paribus कम CPU उपयोग उपयोगकर्ता के लिए बेहतर है।

देरी से पहुंचा

मोबाइल इंटरफेस में देरी का एक विशिष्ट स्रोत स्वयं ओएस और अनुप्रयोगों का डिज़ाइन है। कुछ महत्वपूर्ण अंतःक्रियाएँ हैं जिन्हें केवल वास्तविक अपेक्षा के द्वारा पूरा किया जा सकता है।

एंड्रॉइड और आईओएस संदर्भ मेनू तक पहुंचने के लिए "लॉन्ग प्रेस" का भारी उपयोग करते हैं। उन्हें कमांड निष्पादित करने के लिए उपयोगकर्ता को सैकड़ों मिलीसेकंड प्रतीक्षा करने की आवश्यकता होती है।

अस्पष्टता को खत्म करने के लिए इससे जुड़ी देरी हैं। उदाहरण के लिए, मोबाइल सफारी में उपयोगकर्ता द्वारा लिंक पर क्लिक करने और जब ब्राउज़र एक नया पृष्ठ लोड करना शुरू करता है, तो बीच में 350 एमएस का डिफ़ॉल्ट विलंब होता है। लिंक और डबल-टैप (ज़ूम) पर क्लिक करने के बीच के अंतर को निर्धारित करने के लिए यह आवश्यक है। इस विशिष्ट देरी के लिए, अधिक विवरण के लिए यहां देखें।। नवीनतम परिवर्तनों के बारे में भी जानकारी है जो एप्लिकेशन डेवलपर्स को इस समस्या के आसपास काम करने की अनुमति देते हैं।

शत्रुतापूर्ण एजेंट

इंटरनेट पर उपयोगकर्ताओं के लिए देरी का एक सामान्य स्रोत दुर्भावनापूर्ण गतिविधि है, उदाहरण के लिए, गतिविधि ट्रैकर जो उपयोगकर्ता कार्यों को ट्रैक करते हैं और घुसपैठ वाले विज्ञापन डाउनलोड करते हैं।


वाशिंगटन पोस्ट वेबसाइट पर 500 शब्दों के एक लेख में लगभग सौ HTTP अनुरोधों की आवश्यकता होती है और लोड करने के लिए लगभग 4400 ms लगते हैं। ट्रैकर्स और विज्ञापनों के लिए कई प्रश्नों की आवश्यकता होती है। उनमें से एक छोटा सा हिस्सा दिखाया गया है।

वेब के मोटापे के बारे में कई अद्भुत लेख हैं: द बुलशिट वेब , "द क्राइसिस ऑफ ओबेसिटी साइट्स" , वेब ब्लोट और अन्य देखें। हम

केवल इस बात पर जोर देते हैं कि कई साइटों पर देरी का सबसे बड़ा स्रोत उपयोगकर्ताओं की इच्छाओं के खिलाफ सभी प्रकार की बकवास डाउनलोड कर रहा है।

आवेदन कोड

देरी का अंतिम स्रोत जो हम उल्लेख करते हैं, शायद सबसे स्पष्ट है: यह आवेदन ही है। यदि कोई एप्लिकेशन बहुत अधिक प्रोसेसर समय प्रसंस्करण इनपुट खर्च करता है या कोई क्रिया करता है, तो यह धीमा होगा।

यह सब एक साथ रखना

कुल देरी से क्या बनता है, इसके उदाहरण पर विचार करें:


स्क्रीन पर प्रदर्शित करने के लिए इनपुट से अंत-से-अंत में देरी का एक काल्पनिक उदाहरण। धराशायी खड़ी रेखाएं उन चक्रों को इंगित करती हैं जो कन्वेयर को उम्मीद करनी चाहिए।

उपरोक्त उदाहरण काल्पनिक है, लेकिन सांकेतिक है। यह प्रदर्शित करता है कि कितनी परतें देरी से जुड़ती हैं, इसलिए आवेदन काफी धीमा हो सकता है, भले ही यह पूर्ण फ्रेम दर पर चलता हो।

सॉफ्टवेयर तेज करने के लिए

उपयोगकर्ता के कार्यों के साथ एक आधुनिक कंप्यूटर इंटरफ़ेस का जवाब देने के लिए एक गहरी प्रौद्योगिकी स्टैक जिम्मेदार है। यहां तक ​​कि कीबोर्ड पर एक साधारण कीस्ट्रोक और इनपुट टेक्स्ट बॉक्स में संबंधित वर्ण की उपस्थिति एक ऑपरेशन है जो चरणों के एक लंबे जटिल अनुक्रम से गुजरती है: कीबोर्ड को स्कैन करने से, ओएस और फ्रेमवर्क के प्रसंस्करण परतों के माध्यम से, वीडियो कार्ड और डिस्प्ले की ताज़ा दर के माध्यम से।

इस तरह की जटिलता का एक कारण है, और फिर भी हम दुखी हैं कि कंप्यूटर उपयोगकर्ता जो उत्पादकों के काम करने की कोशिश कर रहे हैं, वे अक्सर इंतजार कर रहे हैं, प्रति घंटा आइकन देख रहे हैं और महसूस कर रहे हैं कि उनके डिवाइस बस उनके साथ नहीं रख सकते हैं।

हमारा मानना ​​है कि तेज सॉफ्टवेयर उपयोगकर्ताओं को सशक्त बनाता है और उन्हें अधिक उत्पादक बनाता है। हम जानते हैं कि आज का सॉफ्टवेयर अक्सर उपयोगकर्ताओं को धीमा होने में विफल रहता है, और हम स्थिति में सुधार करना चाहते हैं। हम आशा करते हैं कि अपने स्वयं के सॉफ़्टवेयर पर काम करते समय यह सामग्री आपके लिए उपयोगी होगी।

साहित्य

1. , , , . « » , Proceedings of the USENIX 2nd Symposium on Operating Systems Design and Implementation , 1996.

2. , , , , . « : » , Proceedings of the 32nd Annual ACM Conference on Human Factors in Computing Systems , 2014.

3. , , , , . « - » , Proceedings of the 25th Annual ACM Symposium on User Interface Software and Technology , 2012.

4. , , , . “क्या गति पर्याप्त है? देरी और प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष स्पर्श इंटरफेस में इसके सुधार की उपयोगकर्ता धारणा ” , कम्प्यूटिंग सिस्टम , 2015 में मानव कारकों पर 33 वें वार्षिक एसीएम सम्मेलन की कार्यवाही ।

5. एनेट, एनजी, डिट्ज, बिशोफ, गुप्ता। “किस स्तर पर जाना चाहिए? ड्राइंग की देरी की धारणा को समझना ” , ग्राफिक्स इंटरफ़ेस की कार्यवाही 2014 , 2014।

6. फ़ॉर्च, फ़्रैंके, राउच, क्रेम्स। "क्या 100 एमएस पर्याप्त है?" माउस के साथ बातचीत में देरी की सीमा धारणा की विशेषता ” , इंजीनियरिंग मनोविज्ञान और संज्ञानात्मक एर्गोनॉमिक्स: अनुभूति और डिजाइन , 2017।

7. डाब्रोव्स्की, मैनसन।«40 » , Interacting with Computers , 2011.

8. -, , , , . « » , 38th International ACM SIGIR Conference on Research and Development in Information Retrieval , 2015.