Von Matthias Zehden - 01.07.2013, 15:20

Technologien im Detail

Mavericks: Mehr Power für OS X

Durch einige interessante neue Systemtechnologien soll OS X 10.9 künftig noch schneller und effizienter werden. Stichworte dabei sind Compressed Memory, App Nap und Timer Coalescing.
Nicht nur an der Oberfläche ändert sich im Mac-Betriebssystem viel: Laut Software-Chef Craig Federighi haben die Entwickler bei Apple besonders stark daran gearbeitet, OS X Mavericks effektiver zu machen. Wie das funktionieren soll, haben uns Entwickler erklärt.

Speicher effektiver nutzen

Zu wenig Arbeitsspeicher schlägt sich auf die Performance nieder. Damit es nicht so schnell dazu kommt, nutzt Mavericks die Technologie „Compressed Memory“. Wird der Arbeitsspeicher knapp, komprimiert das System nicht aktive Bereiche des Speichers, zum Beispiel von im Hintergrund ruhenden Programmen. Dadurch soll deren Platzbedarf im Schnitt auf die Hälfte reduziert werden. Als Folge wird wieder mehr Arbeitsspeicher frei. Das soll die Leistung und die Reaktionsgeschwindigkeit des Mac steigern.
Die Speicherkompression kommt der virtuellen Speicherverwaltung zur Hilfe, die ansonsten durch Auslagerung lange nicht genutzter RAM-Bereiche auf die Festplatte für Platz sorgt. Inaktiver Speicher lässt sich schneller wieder dekomprimieren als ihn über die Speicherverwaltung aus dem Swap-File auf der Festplatte zu laden. Zudem spart es Strom, weniger auf die Festplatte zuzugreifen. Den Möglichkeiten der Speicherkompression sind allerdings Grenzen gesetzt. Wird zu viel Speicher benötigt, muss auch Mavericks auf die Festplatte auslagern (Swapping). Aber selbst das geht durch die reduzierte Datenmenge mit komprimierten Blöcken schneller.

Energiehunger gezügelt

Dem allgemeinen Trend zum Notebook wird Apple mit OS X 10.9 dadurch gerecht, dass sich das neue System viel Mühe dabei gibt, Strom zu sparen. Um das zu erreichen, versucht Mavericks unnötige Arbeiten zu vermeiden und die notwendigen optimal zu koordinieren. Eine wichtige Funktion dafür nennt Apple App Nap.
Mavericks kann Programme, die gerade keine Bild- oder Tonausgabe aktiv verwenden, automatisch in eine Art Ruhezustand mit reduzierter Leistung zurückfahren. Dabei werden die Aktivitäten des Programms reduziert („Timer throttling“). Mavericks stoppt die Bildschirmausgabe, wenn ein Fenster oder Tab verdeckt ist, oder stößt regelmäßige Prozesse zur Aktualisierung des App-Zustands seltener an. Davon sind auch Zugriffe auf die Schnittstellen und Massenspeicher betroffen („I/O throttling“). Zu guter Letzt wird auch die allgemeine Unix-Prozesspriorität durch App Nap automatisch reduziert, wodurch ein Programm weniger Prozessorzeit zugeteilt bekommt. Inaktive Programme nutzen so weniger Ressourcen, das spart viel Strom. Apple gibt zum Beispiel 23 Prozent weniger Leistungsaufnahme der CPU in einem Testszenario mit acht Programmen an.
Xcode 5, die Entwicklungsumgebung von Mavericks, gibt Programmierern die Möglichkeit, ihre Software an App Nap anzupassen. Die neue Systemfunktion ist generell aktiv, kann aber eingeschränkt werden. So kann der Entwickler App Nap blockieren, während gerade bestimmte Programmprozesse aktiv sind. Der Benutzer soll später ebenfalls eingreifen und App Nap für ein Programm manuell über das Informationsfenster des Finders ausschalten können. Das sollte man nur im Ausnahmefall tun, zum Beispiel wenn ein Programm unter Mavericks nicht ordnungsgemäß arbeitet.

CPU-Zugriffe bündeln

Eine weitere clevere Methode zum Stromsparen hat Apple sich mit „Timer Coalescing“ einfallen lassen, womit das Sammeln von CPU-Aktivitäten gemeint ist. Regelmäßige Prozesse, die durch Timer gesteuert werden, können mit einer Toleranz für ihre Ausführungsintervalle versehen werden. Dadurch lassen sie sich synchronisieren und gebündelt aufrufen. Statt vieler kurzer CPU-Aktivitäten in kleinen Abständen, arbeitet der Prozessor dann mehr Aufgaben am Stück ab. Die Pausen zwischen diesen Aktivitätsphasen werden dadurch entsprechend länger. Das gibt dem Prozessor die Möglichkeit, öfter und länger in stark stromsparende Betriebszustände zu schalten. Apple gibt an, die CPU-Aktivitäten in typischen Arbeitssituationen so um mehr als 70 Prozent reduzieren zu können.

Strom im Griff

Auch auf Anwendungsebene spiegeln sich Apples Bemühungen zum Energiesparen wieder. So kann Safari zum Beispiel stromhungrige Plug-ins sperren und Inhalte wie Flash-Videos erst auf Aufforderung des Anwenders zeigen. Verbesserte AV-Bibliotheken reduzieren den Energiebedarf bei der Wiedergabe von Filmen und Musik. Beim Abspielen von HD-Videos in iTunes soll die Einsparung bei 35 Prozent liegen. Als Ergänzung zu neuen Apps und Bibliotheken informiert Mavericks auch besser über den Stromverbrauch. So zeigt zum Beispiel das Batteriestatusmenü auf Macbooks nun an, welche Programme gerade einen hohen Stromverbrauch haben. Außerdem hat Apple das Dienstprogramm Aktivitätsanzeige überarbeitet und an neue Mavericks-Funktionen angepasst. Es kann nun anzeigen, welche Programme sich gerade im App Nap-Modus befinden. Außerdem lässt sich neben CPU- und Speichernutzung der Energiebedarf von Programmen kontrollieren.

Fazit

Mavericks verspricht für alle kompatiblen Macs eine spürbare Steigerung der Effektivität. Viele der neuen Technologien sollen bereits mit vorhandenen Macs und Programmen funktionieren, aber durch individuelle Anpassungen können Entwickler ihre Apps unter Mavericks noch effektiver machen. Außerdem dürften neuere Core-Chips mehr von OS X 10.9 profitieren als ihre Vorgänger, da sie die Stromsparfunktionen effektiver nutzen können.
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