Trong ngữ cảnh: Linux cung cấp cho các nhà phát triển và kỹ sư một phương tiện để “điều chỉnh” hoạt động của nó, cung cấp hàng nghìn tham số riêng lẻ có thể điều chỉnh cách hạt nhân nguồn mở quản lý tài nguyên. Việc điều chỉnh có thể đưa ra một phương pháp đơn giản hơn để nâng cao hiệu suất vận hành mà không cần biên dịch lại, nhưng nó vẫn có thể là một nỗ lực đầy thách thức, ngay cả đối với những lập trình viên FOSS lành nghề nhất hiện nay.
Việc điều chỉnh hạt nhân khó khăn đến mức người ta đã nỗ lực tận dụng AI để xử lý nó thay vì các nhà phát triển con người. Công ty CNTT Trung Quốc ByteDance gần đây đã trình bày kết quả thử nghiệm của mình với tính năng tự động điều chỉnh nhân Linux, một giải pháp dựa trên AI có thể giải phóng các kỹ sư con người và đưa ra quyết định điều chỉnh tốt hơn bằng cách phân tích dữ liệu lịch sử – một nhiệm vụ mà con người thường thấy đầy thách thức.
Đạt được hiệu suất Linux tối ưu thông qua việc điều chỉnh là một quá trình tốn nhiều thời gian, đòi hỏi chuyên gia Linux phải tiến hành nhiều thử nghiệm. Khối lượng công việc khác nhau đòi hỏi các phương pháp điều chỉnh riêng biệt cho các bộ tham số kernel khác nhau. Cong Wang, nhà phát triển tại ByteDance, được nhắc đến rằng ở các trung tâm dữ liệu quy mô lớn, chẳng hạn như các trung tâm được công ty sử dụng, việc điều chỉnh thủ công nhân Linux cho “hàng trăm” khối lượng công việc khác nhau đã trở nên gần như không thể.
Mặc dù tồn tại các công cụ được thiết kế để đơn giản hóa việc điều chỉnh kernel nhưng chúng cung cấp các loại tối ưu hóa cụ thể. Cách tiếp cận của ByteDance nhằm mục đích giới thiệu giải pháp tự động hóa đầu tiên trong thế giới điều chỉnh hạt nhân – một công nghệ có thể bao gồm tất cả các tham số điều chỉnh Linux với nỗ lực kỹ thuật tối thiểu.
Nhóm của Wang đặc biệt tập trung vào việc tối ưu hóa hệ thống quản lý bộ nhớ Linux. Bằng cách sử dụng các thuật toán học máy như tối ưu hóa Bayesian, công ty đã phát hiện ra rằng việc điều chỉnh tham số tự động có thể đạt được kết quả tốt hơn so với kết quả mà hầu hết các kỹ sư nhân Linux thường đạt được.
“Máy tự động điều chỉnh” của ByteDance được thiết kế để tự động điều chỉnh các cài đặt bên trong Linux dựa trên khối lượng công việc và cấu hình phần cứng cụ thể. Hạt nhân được tinh chỉnh linh hoạt để đảm bảo hiệu suất tối ưu trong mọi tình huống, giải quyết thách thức lâu dài về việc điều chỉnh hạt nhân theo cách thủ công cho từng phiên bản điện toán.
Phần lớn nỗ lực tự động điều chỉnh dựa trên AI của Wang và các đồng nghiệp dường như hoạt động rất tốt. Theo ByteDance bài thuyết trình, các thuật toán học máy có thể tối ưu hóa hệ thống một cách linh hoạt bằng cách giám sát hiệu suất của nhân trong thời gian thực, mang lại hiệu quả nâng cao với việc sử dụng tài nguyên được tối ưu hóa. Hệ thống AI cũng có giao diện thân thiện với người dùng, cho phép người dùng có kiến thức kỹ thuật hạn chế được hưởng lợi từ nhân hoạt động tốt hơn. Trong khi đó, người dùng nâng cao có thể tùy chỉnh các thông số tự động điều chỉnh.
ByteDance tuyên bố rằng thuật toán học máy có thể giảm 30% mức sử dụng bộ nhớ của ứng dụng hoặc tối ưu hóa độ trễ mạng HTTP trên máy chủ NGINX để cải thiện 12% hiệu suất mạng so với điều chỉnh thủ công. Trong các kịch bản đám mây và trung tâm dữ liệu, những cải tiến này có thể giúp tiết kiệm đáng kể chi phí và tối ưu hóa hiệu suất. Các nhà phát triển thừa nhận rằng việc tự động điều chỉnh kernel thông qua học máy không hoạt động trong mọi trường hợp, nhưng nó được cho là sẽ ngày càng trở nên cần thiết.