Оптимизация электропитания для взаимодействия антивирусов с предустановленными программами

Загрузить PDF

Введение

Компании — производители оборудования, такие как Lenovo, Toshiba, Dellи т. п. поставляют свои настольные ПК, ноутбуки и ультрабуки уже с предустановленными программами (наборами приложений), чтобы сделать свою продукцию более привлекательной для покупателей. Скорее всего, вам приходилось покупать ПК, на котором уже было установлено несколько приложений, одним из которых обычно бывает антивирус, например Norton, McAfee (теперь эта компания принадлежит корпорации Intel), Avastи т. д. В этой статье мы поговорим о способах анализа и оптимизации потребления электроэнергии. Для этого мы рассмотрим взаимодействие антивируса с другими предустановленными приложениями.

Пользователи часто винят именно антивирус в том, что их новый компьютер работает от аккумулятора всего 4 часа, тогда как на коробке заявлено 8 часов работы без подзарядки. Антивирусы образуют более интенсивную нагрузку на ЦП, когда предустановленные программы выполняют определенные действия, например записывают данные или обновляются.

При этом работа антивируса может привести и к цепной реакции из-за того, что другой процесс будет вносить изменения в систему, например выполнять операции записи. Если одна из этих предустановленных программ выполняет работу чаще, чем требуется, антивирус, в свою очередь, будет потреблять больше системных ресурсов. Вследствие такой цепной реакции ПК будет работать от аккумулятора меньше, чем указано в рекламе на коробке.

Доступны различные инструменты, позволяющие проанализировать взаимодействие предустановленных приложений и их влияние на работу системы. В приведенном ниже примере показано, как предустановленная программа выполняет слишком много операций записи, из-за чего сработал антивирус, чтобы проверить безопасность этих операций. Взаимодействие между этими двумя программами привело к значительному расходу электроэнергии, из-за чего, разумеется, снизилось время работы от аккумулятора.

Описание примера

В этом примере сначала описывается проблема, потребовавшая изучения, затем программа, которую мы использовали для анализа, а затем методы для решения этой проблемы.

Проблема

Проблема состоит в том, что для данного конкретного компьютера заявлена способность работать от аккумулятора в течение 8 часов без подзарядки, однако уже через 6 часов компьютер выключается. Что происходит в системе? Из-за чего слишком интенсивно расходуется электроэнергия? Для анализа таких ситуаций существует немало инструментов. Ниже приводится их краткое описание.

Программы для анализа электропитания в Windows*

Существует множество инструментов для Windows, помогающих оптимизировать систему. Прежде всего нужно понять, в какой мере каждый из этих инструментов способен определить влияние одного приложения на другое.

Затем следует выяснить, что можно сделать для повышения общей эффективности потребления электроэнергии системой.

Средства измерения

1. Intel® Power Gadget
   • Собирает метрику электропитания, например потребляемую мощность пакета (ЦП и ГП). Это необходимое средство для анализа потребления электричества при запущенном приложении.
2. Intel® Soc Watch
   • Предоставляет информацию о резидентности Р- и С-состояний. Intel SoC Watch входит в состав Intel® System Studio.
3. Консоль оценки Windows (WAC)
   • Входит в состав Windows 8/8.1 ADK.
   • Выберите задание «Время работы от аккумулятора при бездействии».
   • В пользовательском интерфейсе WAC можно выполнять трассировку с отображением различных системных метрик, таких как использование ЦП, операции записи виртуальной памяти, потребление электроэнергии и т. п. Предоставляется сводка по прогнозируемому времени отключения системы.

Средство анализа

1. Анализатор производительности Windows (WPA)
   • Входит в состав Windows 8/8.1 ADK.
   • WPA используется для загрузки ETL-файла, созданного программой WPR/WAC, поэтому можно выполнять подробный анализ.

Рекомендуемый контрольный список вопросов при использовании этих программ

1. Intel Power Gadget показывает, что потребляемая мощность пакета (ЦП и ГП) существенно снижается, если удалить предустановленное приложение?
2. Данные Intel Soc Watch на процессорах Intel® последнего поколения показывают, что резидентность состояния C7 достигает не менее 95 %?
3. Анализатор производительности Windows показывает высокую нагрузку на ЦП или большое количество записей в определенную папку (в разделе ввода-вывода)?
   • Какой процесс выполняет слишком много операций записи в данный каталог и каков полный путь до этих записей?
   • Если в нагрузке на ЦП наблюдаются пики, что при этом происходит в системе? Возможно, действие, которое запускается через каждые 3 секунды, увеличивает нагрузку на ЦП с такой же периодичностью.
4. Приложение изменило разрешение тактового таймера системы с 15,6 мс (по умолчанию в Windows) на меньшее значение?
   • Если приложение изменяет разрешение системного тактового таймера на меньшее значение, например 1 мс, то приложение может выполнять определенные действия чаще и, следовательно, будет потреблять больше электроэнергии.

Примечание.Этот список не является исчерпывающим. Дополнительные сведения см. в статье Руководство по оптимизации Intel.

Анализ

Для анализа потребления электроэнергии мы использовали Консоль оценки
Windows (WAC):

64-разрядное приложение wac.exe — C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.x\Assessment and Deployment Kit\Windows Assessment Toolkit\amd64;

32-разрядное приложение wac.exe — C:\Program Files\Windows Kits\8.x\Assessment and Deployment Kit\Windows Assessment Toolkit\x86.

Консоль оценки Windows (WAC) включает сводное представление, где в одном окне можно просмотреть статистику по каждому запуску, что удобно для сравнения. Обратите внимание на показанное ниже предполагаемое время отключения.

Сравнение предполагаемого времени отключения при разных условиях

Сравнение значений предполагаемого времени отключения в наилучшем сценарии (нет подключения к Интернету, антивирус отключен) с наихудшим сценарием (есть подключение к Интернету, работает антивирус) показывает, что разница во времени работы от аккумулятора составит около 1 часа.

С помощью сводного представления Консоли оценки Windows (WAC) можно заметить, что в некоторых запусках определенное приложение изменяет частоту тактового таймера системы на 1 мс. Это изменение может сильно повлиять на работу всей системы, посколь­ку другие системные программы используют данные этого таймера для обновления. На следующем рисунке показано, как подобные проблемы могут выглядеть в WAC.

Сводное представление WAC с отображением проблем, выявленных заданием «Время работы от аккумулятора»

Дальнейшее изучение результатов задания «Время работы от аккумулятора» позволяет лучше понять взаимодействие между антивирусом и системной программой. На следующем снимке видно, что нагрузка на ЦП возрастает при использовании антивируса (фиолетовая линия) вскоре после увеличения нагрузки на ЦП со стороны определенного системного приложения (красная линия).

Антивирус выполняется при операциях записи сторонних программ

Системная программа обновляет свой кэш, а антивирус проверяет его, чтобы гарантировать безопасность этой операции. Такое поведение наблюдается и при наличии, и при отсутствии подключения к Интернету.

Системная программа записывает данные в файл журнала, а антивирус проверяет его, чтобы гарантировать безопасность этой операции.

Из-за увеличения нагрузки на ЦП возрастает общее потребление электроэнергии устройством, из-за чего снижается время работы от аккумулятора. Наша цель в том, чтобы ограничить нерациональную работу системы с ненужным использованием ЦП.

Результат

При этом и системная программа, и антивирус могут быть предустановлены на ПК. Одним из способов отключать запуск антивируса при каждой операции ввода-вывода системной программы является добавление этой системной программы в список одобренных программ. В этом случае антивирус будет «знать», что эта программа безопасна, и не будет запускаться без нужды.

Посмотрим на изменения в поведении системы после этого изменения.

Когда системная программа записывает данные в журнал, антивирус не увеличивает нагрузку на ЦП

Теперь нагрузка на ЦП снизилась, а значит, система будет потреблять меньше электричества. На следующем рисунке показано новое предполагаемое время отключения.

Теперь время работы от аккумулятора значительно увеличилось.

Несмотря на наличие двух запусков с проблемами, связанными с записью в систему хранения данных, предполагаемое время отключения в обоих этих запусках не изменилось.

Заключение

В этом примере операции записи, выполняемые системной программой, приводили к запуску антивируса для проверки безопасности этих операций. Из-за образующейся при этом цепной реакции возрастала нагрузка на ЦП при каждой операции записи этой системной программой. При увеличении нагрузки на ЦП повышается и потребление электроэнергии, что приводит к сокращению времени работы от аккумулятора. Добавление системной программы в список безопасных помогло продлить время работы от аккумулятора, хотя операции записи сохранились..

Справочные материалы

[1] «Комплект средств для развертывания и оценки Windows (Windows ADK)». Корпорация Microsoft, 2 апреля 2014 г. Веб. 3 апреля 2014 г. http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/hardware/dn247001.aspx

[2] Pantels, Tom, Sheng Guo, Rajshree Chabukswar. Измерение реакции на сенсорный ввод, анализ и оптимизация для приложений Windows*.Корпорация Intel, 10 апреля 2014 г. Веб. 22 мая 2015 г. https://software.intel.com/ru-ru/articles/touch-response-measurement-analysis-and-optimization-for-windows-applications

[3] Chabukswar, Rajshree, Mike Chynoweth, Erik Niemeyer. Intel® Performance Bottleneck Analyzer. Корпорация Intel, 4 августа 2011 г. Веб. 12 февраля 2014 г. http://software.intel.com/ru-ru/articles/intel-performance-bottleneck-analyzer

[4] Kim, Seung-Woo, Joseph Jin-Sung Lee, Vardhan Dugar, Jun De Vega. Intel® Power Gadget. Корпорация Intel, 7 января 2014 г. Веб. 25 марта 2014 г. http://software.intel.com/ru-ru/articles/intel-power-gadget-20

Дополнительные сведения об оптимизации компиляторов см. в нашем уведомлении об оптимизации.