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Die neuen Technologien von Mavericks

30.10.2013 | 12:05 Uhr |

Durch interessante neue Systemfunktionen soll Mavericks schneller und effizienter werden. Lesen Sie, was sich hinter neuen Technologien wie Arbeitsspeicherkomprimierung, App Nap und Timer Coalescing verbirgt

Nicht nur an der Oberfläche ändert sich im neuen Mac-Betriebssystem viel: Apples Entwicklerteam hat besonders stark daran gearbeitet, OS X Mavericks effektiver zu machen. Das neue System nutzt die Rechnerressourcen effektiver, um Speicherplatz zu sparen und den Energiebedarf zu senken. Beides geschieht natürlich besonders im Hinblick auf den allgemeinen Trend zum mobilen Rechner.

Speicher effektiver nutzen

Zu wenig freier Arbeitsspeicher lässt die Performance deutlich in die Knie gehen. Damit es nicht so schnell dazu kommt, nutzt Mavericks eine Technologie namens „Compressed Memory“ oder, auf Deutsch, Arbeitsspeicherkomprimierung. Wird der Speicher knapp, komprimiert das Sys­tem nicht aktive Speicherbereiche, zum Beispiel von im Hintergrund ruhenden Programmen. Dadurch soll deren Platzbedarf laut Apple im Schnitt auf die Hälfte reduziert werden. Als Folge wird wieder mehr Arbeitsspeicher frei, was die Leistung und die Reaktionsgeschwindigkeit des Macs steigert.

Wird Arbeitsspeicher nicht aktiv genutzt, komprimiert OS X 10.9 ihn und gewinnt so freien Speicherplatz.
Vergrößern Wird Arbeitsspeicher nicht aktiv genutzt, komprimiert OS X 10.9 ihn und gewinnt so freien Speicherplatz.

Die Speicherkompression kommt der virtuellen Speicherverwaltung zur Hilfe, die ansonsten durch Auslagerung lange nicht genutzter RAM-Bereiche auf die Festplatte für Platz sorgt. Inaktiven Speicher wieder zu dekomprimieren geht schneller, als ihn über die Speicherverwaltung von der Festplatte zu laden. Zudem spart es Strom, weniger auf die Festplatte zuzugreifen. Den Möglichkeiten der Speicherkompression sind natürlich Grenzen gesetzt. Wird zu viel Speicher benötigt, muss auch Mavericks Bereiche auf die Festplatte auslagern (Swapping). Aber selbst das geht durch die kleinere Datenmenge mit komprimierten Blöcken schneller.

Das ist neu

Neue Systemtechnologien machen den Mac schneller und helfen, Strom zu sparen. Entwickler können ihre Programme für Mavericks optimieren, aber auch vorhandene Apps profitieren bereits.

Energiehunger gezügelt

Der zunehmenden Beliebtheit von Notebooks 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 neue 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 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 etwa 23 Prozent weniger Leistungsaufnahme der CPU in einem Testszenario mit acht Programmen an.

Im Informationsfenster des Finders lässt sich für ältere Apps bei Bedarf App Nap deaktivieren.
Vergrößern Im Informationsfenster des Finders lässt sich für ältere Apps bei Bedarf App Nap deaktivieren.

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 kann ebenfalls eingreifen und App Nap für ein Programm manuell über das Informationsfenster des Finders ausschalten. Das sollte man allerdings nur im Ausnahmefall tun, zum Beispiel wenn ein Programm unter Mavericks nicht ordnungsgemäß arbeitet.

Advanced Technologies

  • Aktivitätsanzeige Dienstprogramm Aktivitätsanzeige an neue Mavericks-Funktionen angepasst

  • App Nap Neuer Ruhezustand für inaktive Programme

  • Beschleunigtes Scrollen Schnelleres, weiches Scrollen mit 60 Bildern pro Sekunde

  • Batteriestatus Anzeige von Apps mit hohem Stromverbrauch im Statusmenü der Batterie (auf Macbooks)

  • GPU-Optimierung Schnellere und effektivere Grafikfunktionen

  • I/O throttling Zugriffskontrolle für Schnittstellen und Massenspeicher durch App Nap

  • OpenGL 4 Neue Version der Grafikbibliothek OpenGL

  • Plug-in Pause Sperrung von durch Plug-ins geladenen Inhalten in Safari

  • Prioritätsreduzierung Automatische Herabstufung der Unix-Prozess-Priorität inaktiver Programme durch App Nap

  • Speicherkompression Komprimieren von nicht aktiven Speicher­inhalten

  • Timer Coalescing Gesammelte Ausführung von regelmäßigen, automatischen Aktivitäten

  • Timer throttling Reduzierung von Timer-gesteuerten Prozessen durch App Nap

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 viele kurze 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 auf diese Weise um mehr als 70 Prozent reduzieren zu können.

CPU-Aktivitäten bündeln

Es gibt viele Hintergrundprozesse, die in regelmäßigen Abständen starten und vom System bearbeitet werden müssen. Mavericks führt diese nicht stur nach Zeitplan aus, sondern mit einer gewissen zeitlichen Toleranz. Dadurch lassen sich die einzelnen Aktionen leicht verschieben. Das nutzt das System, um die CPU-Aktivitäten zu sammeln und zusammen auszuführen. Dadurch entstehen einerseits kurze Phasen hoher Aktivität, aber dazwischen auch längere Ruhephasen. Diese erlauben es modernen Prozessoren, zurückzuschalten und tiefere Stromsparmodi zu erreichen. Dadurch sinkt insgesamt die Leistungsaufnahme.

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.

Das Dienstprogramm Aktivitätsanzeige zeigt, welche Programme gerade App Nap nutzen. Der Energiebereich ist ebenfalls neu.
Vergrößern Das Dienstprogramm Aktivitätsanzeige zeigt, welche Programme gerade App Nap nutzen. Der Energiebereich ist ebenfalls neu.

Passend zu den neuen Systemfunktionen hat Apple das Dienstprogramm Aktivitätsanzeige überarbeitet. Die Mavericks-Version des Tools besitzt nun in seiner Prozessliste auch eine Spalte, die zeigt, welche Apps sich gerade im App-Nap-Modus befinden. Außerdem gibt es einen neuen Bereich für den Energiebedarf von Programmen. Hier lässt sich bei Macbooks auch der Ladezustand der Batterie für die letzten zwölf Stunden kontrollieren und der aktuelle Modus der Grafikkarte.

Das Statusmenü der Batterie zeigt in Mavericks Programme an, deren Energieverbrauch gerade besonders hoch ist.
Vergrößern Das Statusmenü der Batterie zeigt in Mavericks Programme an, deren Energieverbrauch gerade besonders hoch ist.

Fazit

Mavericks verspricht für alle kompatiblen Macs eine spürbare Steigerung der Effektivität. Viele der neuen Technologien funktionieren bereits mit vorhandenen Programmen, 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 Vorgängermodelle, da sie die Stromsparfunktionen effektiver nutzen können.

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