Що таке мережева «Модерація переривань», яка може знижувати ваш FPS в онлайн-іграх?

Якщо ви коли-небудь помічали, що ваше з'єднання працює "плавно" під час тестів швидкості, але в онлайн-іграх, відеодзвінках або програмах реального часу все реагує з невеликою затримкою, то проблема цілком може критися у функції вашої мережевої карти, яка називається Переривання модераціїЦе налаштування, яке майже завжди залишається непоміченим, воно ввімкнено за замовчуванням на багатьох адаптерах, і все ж воно може суттєво змінити відчуття плавності.

Ця функція не чорна магія чи прихований трюк для збільшення FPS, а технічний механізм балансування. продуктивність мережі, використання процесора та затримкаРозуміння його функцій, коли його активувати, коли краще деактивувати та як налаштувати його у Windows та Linux допоможе вам отримати максимальну віддачу від вашого з’єднання, особливо якщо ви граєте в онлайн-ігри або працюєте з програмами, які дуже чутливі до затримки.

Що таке модерація переривань і чому вона існує?

На комп'ютері, переривання – це сигнал Це змушує процесор переривати поточне завдання для обробки чогось більш термінового, наприклад, надходження мережевого пакета. Щоразу, коли мережева плата (NIC) отримує дані, вона може повідомляти процесор за допомогою переривання, щоб операційна система та драйвер могли керувати цими пакетами.

Проблема виникає, коли швидкість мережі висока або обробляється багато малих пакетів: мережева карта може генерувати тисячі переривань за секундупостійно перериваючи роботу процесора та шкодячи загальній продуктивності системи. Щоб уникнути цього ефекту "бомбардування" перериваннями, багато адаптерів містять так звані модерація переривань.

Якщо ввімкнено модерацію переривань, мережева карта не генерує переривання одразу після надходження кожного пакета, а натомість Зачекайте, поки у вас накопичиться кілька пакетів або поки не мине певний час. перед повідомленням процесора. Таким чином, одна подія переривання може обробити кілька пакетів одночасно, значно зменшуючи навантаження на процесор.

Така поведінка створює своєрідну «чергу очікування»: апаратне забезпечення мережевої карти короткочасно залишити пакети у внутрішньому буфері І лише коли виконується умова (кількість пакетів або максимальний час очікування), це ініціює переривання. Точний алгоритм, пороги та таймінги зазвичай визначаються постачальником обладнання та можуть відрізнятися залежно від виробника та моделі.

Вплив на затримку та пропускну здатність: делікатний баланс

Модерування переривань завжди передбачає компроміс між затримка та сукупна продуктивністьНевелика затримка моменту обробки кожного пакета процесором зменшує кількість переривань та покращує використання ресурсів, але до доставки даних до програм додається невелика додаткова затримка.

Час доставки туди й назад (RTT) пакета є одним з найпоширеніших показників для оцінки ефективна пропускна здатність та стан з'єднання між двома точками. Коли ввімкнено модерацію переривань, RTT, що сприймається програмами, може бути трохи довшим за фактичний час, необхідний пакету для проходження мережею, оскільки після досягнення мережевої карти він може витратити кілька мілісекунд на «простірування в черзі», перш ніж операційна система його обробить.

Це означає, що, хоча з точки зору фізичної мережі пакет надійшов швидко, Додаток бачить це пізніше через цю невелику внутрішню затримку. У багатьох сценаріях (передача великих файлів, потокове передавання, перегляд веб-сторінок) це збільшення затримки не має значення порівняно із загальним покращенням продуктивності та зменшенням використання процесора.

Однак у застосунках, які надзвичайно чутливі до затримки, таких як змагальні онлайн-ігри або певні засоби комунікації в режимі реального часуЦі додаткові мілісекунди можна помітити як менш чуйне керування або відчуття затримки під час взаємодії, навіть коли пінг і пропускна здатність, теоретично, правильні.

Модерація переривань у NDIS (Windows) та підтримка драйверів

У сучасних середовищах Windows мережеві драйвери базуються на архітектурі NDIS. Починаючи з NDIS 6.0, усі контролери мініпортів (драйвери, що безпосередньо взаємодіють з мережевою картою) повинні підтримувати ідентифікатор OID під назвою OID_GEN_INTERRUPT_MODERATION, який використовується для керування цією функціональністю.

Цей OID дозволяє операційній системі або діагностичним програмам запитувати у драйвера динамічно вмикати або вимикати модерацію перериваньабо перевірити їхній поточний стан. Це дозволяє, наприклад, високоточним інструментам вимірювання затримки тимчасово вимикати модерацію, щоб отримати час передачі даних, ближчий до реального.

Якщо контролер мініпорту не реалізує модерацію переривань, він повинен явно вказати це. NdisInterruptModerationNotSupported у полі InterruptModeration структури NDIS_INTERRUPT_MODERATION_PARAMETERSІншими словами, драйвер оголошує, що ця функція не існує для цього обладнання.

Якщо карта та драйвер підтримують це, Microsoft рекомендує… увімкнено за замовчуванням, за винятком стандартного ключового слова реєстру, яке також називається InterruptModerationЯ вимкнув це. Таким чином, більшість користувачів отримують кращу загальну продуктивність без необхідності щось змінювати, і лише тим, кому потрібно точно налаштувати затримку, потрібно змінювати цю поведінку.

Як це впливає на онлайн-ігри та програми реального часу

У реальному світі багато користувачів дізнаються про існування модерації переривань, досліджуючи, чому їхні Онлайн-гра поводиться "дивно" Незважаючи на гарне інтернет-з’єднання та відносно потужний ПК, типовим випадком є ​​той, хто бачить хорошу пропускну здатність у тестах та пристойний пінг на серверах, але все одно помічає мікрозатримки під час стрільби, руху або взаємодії з ігровим середовищем.

Кілька гравців, наприклад, прокоментували свій досвід гри з вимогливими іграми, такими як Star Citizen: навіть якщо вони вже грали інші застосовані коригування продуктивності (налаштування графіки, параметри гри, очищення системи), вони продовжували відчувати затримку мережі та деяку затримку керування. Перевіривши властивості мережевого адаптера Windows, вони знайшли опцію Переривання модерації і вони вирішили його деактивувати.

Практичне пояснення полягає в тому, що за ввімкненої модерації мережева карта діє як свого роду "лінивий листоноша"Замість того, щоб доставляти кожен пакет миттєво, він чекає, поки отримає кілька пакетів, щоб «поїздка» до процесора була виправданою. Коли трафік дуже нерегулярний або є сплески малих пакетів, це може призвести до невеликої затримки доставки оновлень гри.

Після вимкнення цієї функції мережева карта перемикається на переривати процесор майже для кожного пакетаТеоретично це мінімізує затримку ціною збільшення робочого навантаження процесора. На багатьох сучасних системах з потужними процесорами та великою кількістю ядер це збільшення використання процесора зазвичай є керованим, і деякі гравці повідомляють про більш чуйне керування та плавнішу роботу, навіть якщо FPS залишається незмінним.

Важливо уточнити, що це Це не вирішує проблеми з ігровим серверомЯкщо сервер компанії (наприклад, CIG у Star Citizen) перевантажений, має помилки або погано керує трафіком, ви все одно побачите затримки або заїкання, оскільки проблема криється на іншому кінці. Все, що ви робите, це зменшуєте затримку, додану вашою мережевою картою та її драйвером на вашому кінці.

Коефіцієнт модерації переривань та коефіцієнт дроселювання переривань (ITR)

Деякі виробники, такі як Intel, пропонують додатковий рівень налаштування, який називається Коефіцієнт модерації перериваньякий на практиці контролює Швидкість дроселювання переривання (ITR)Цей параметр визначає максимальну частоту, на якій дозволені переривання передачі та прийому.

Коли відбувається подія (наприклад, отримання пакетів), адаптер генерує переривання. Кожне переривання призводить до перевантаження процесора. Будь ласка, тимчасово зупиніть програму який працює для підтримки мережевого драйвера. За високих швидкостей з’єднання або за інтенсивного трафіку цей ефект посилюється та може значно погіршити продуктивність системи.

Збільшення значення ITR знижує частоту переривань, дозволяючи процесору працювати ефективніше та досягаючи покращена загальна продуктивність у завданнях з високим трафікомЦіна полягає в тому, що драйверу потрібно трохи більше часу, щоб реагувати на нові пакети, що призводить до збільшення затримки під час обробки цих даних.

Якщо картка отримує багато малих пакетів, можливо, варто знизити коефіцієнт модерації (нижчий ITR), щоб водій швидша обробка кожного пакетаЗ іншого боку, якщо обробляються великі та безперервні потоки даних (наприклад, копії величезних файлів через мережу), більш агресивна модерація може бути корисною.

У Intel PROSet та його утилітах можна знайти такі профілі, як Адаптивний, Екстремальний, Високий, Середній, Низький, Мінімальний та ВимкненоАдаптивний режим зазвичай рекомендований за замовчуванням, оскільки він намагається автоматично збалансувати навантаження на процесор і затримку, але в певних сценаріях може бути цікаво спробувати нижчі значення або навіть Вимкнути, щоб мінімізувати затримку.

Як змінити модерацію переривань у Windows

У Windows більшість адаптерів дозволяють налаштувати модерацію переривань безпосередньо в адаптері. Диспетчер пристроїв або з інструментів виробника. Загальний шлях, дійсний для багатьох драйверів, такий:

Спочатку відкрийте Панель керування. Ви можете натиснути Натисніть Windows + R та введіть "панель керування" У діалоговому вікні «Виконати» введіть «мережа» та натисніть Enter. У рядку пошуку Панелі керування введіть «мережа» та відкрийте її. Центр мережевого спілкування та обміну інформацієюТам натисніть на Зміна налаштувань адаптера щоб переглянути ваші мережеві інтерфейси.

Щодо адаптера, який ви використовуєте (наприклад, вашої карти Realtek PCIe GBE Ethernet або адаптера Intel), клацніть правою кнопкою миші та виберіть ВластивостіУ вікні, що з'явиться, натисніть кнопку Налаштувати…У новому вікні перейдіть на вкладку Розширений, де ви побачите список властивостей адаптера.

У цьому списку ви повинні знайти запис під назвою Переривання модерації або «Модерування переривань»Якщо він відображається, ви можете змінити його значення на «Вимкнено», щоб мережева карта частіше генерувала переривання. Застосуйте зміни та закрийте вікна. У багатьох випадках перезавантаження системи не потрібне, щоб нове налаштування набуло чинності.

Деякі виробники, такі як Intel, також дозволяють керувати цим параметром з Утиліта конфігурації адаптера Intel PROSet або через PowerShell. Наприклад, командлет:

Set-IntelNetAdapterSetting -Name "<adapter_name>" -DisplayName "Interrupt Moderation Rate" -DisplayValue "Adaptive"

Це використовується для встановлення адаптивного режиму для швидкості модерації переривань. Щоб використовувати такі значення, як Високий, Середній, Низький, Мінімальний, Вимкнено тощо, просто замініть «Адаптивний» для потрібного профілюза умови, що модель картки це підтримує.

Налаштування мережевої карти, що впливають на стабільність

Окрім модерації переривань, існує кілька розширених параметрів мережевого драйвера, які можуть впливати на онлайн-ігри, потокове передавання та дзвінкиСеред найбільш актуальних є:

Такі опції, як «Енергоефективний Ethernet» або «Зелений Ethernet» Вони намагаються зменшити споживання енергії, вимикаючи або зменшуючи активність з’єднання, коли трафіку мало. Хоча теоретично вони не повинні спричиняти проблем, на практиці деякі користувачі повідомляють про мікрозбої, втрату пакетів або короткочасні зависання під час використання цих функцій з певними маршрутизаторами або комутаторами.

Параметри «Розвантаження великого обсягу надсилання (LSO)» для IPv4 та IPv6 Вони дозволяють карті групувати великі блоки даних та фрагментувати їх апаратно, розвантажуючи процесор. Однак у мережах зі старим обладнанням, незвичайними брандмауерами або проблемними драйверами ці функції можуть призвести до аномалій, переадресації або непередбачуваної поведінки в трафіку в реальному часі.

Як загальна рекомендація, якщо у вас виникають проблеми зі стабільністю в іграх або відеодзвінках, може бути корисним перейти до додаткових властивостей вашого адаптера та тимчасово вимкнути:

• Переривання модерації
• Енергоефективний Ethernet
• Розвантаження великих надсилань (IPv4/IPv6)
• Зелений Ethernet або аналогічні варіанти заощадження

Після застосування цих змін перезавантажте комп’ютер, якщо необхідно, і перевірте, чи покращує відчуття в іграх та програмах реального часуЯкщо ви не бачите різниці або помітите збільшення використання процесора без явних переваг, ви завжди можете відновити попередні налаштування.

Налаштування модерації переривань у Linux (ethtool)

У системах Linux звичайним інструментом для налаштування поведінки мережевих карт на низькому рівні є етнічний інструментЧерез нього можна змінювати, серед іншого, параметри коалесценції переривань певного інтерфейсу.

Простим прикладом може бути ввімкнення адаптивного режиму коалесценції прийому за допомогою:

ethtool -C adaptive-rx on

де буде назва інтерфейсу (наприклад, eth0 o enp3s0). Звідти, ethtool також дозволяє налаштовувати час у мікросекундах, кількість пакетів тощо, щоб точно налаштувати точку, в якій мережева карта запускає переривання до процесора.

Ці налаштування в Linux дотримуються тієї ж логіки, що й у Windows: Більше коалесценції означає менше переривань та краще використання процесораОднак, існує більша затримка доставки кожного пакета. Менше злиття означає мінімальну затримку, але ціною більшого навантаження на систему, коли трафік інтенсивний.

Діагностика проблем мережі перед натисканням кнопки «Модерація переривань»

Перш ніж зводити себе з розуму, змінюючи додаткові налаштування адаптера, варто перевірити, чи проблема, яка у вас виникає, справді пов'язана з... картка або конфігурація y Виявлення проблем з PerfMonабо якщо джерелом є ваш інтернет-провайдер, ваш маршрутизатор чи навіть сам ігровий сервер.

Корисним першим кроком є ​​перевірка з’єднання за допомогою мобільна точка доступу З вашого телефону. Підключіть ПК до мобільної мережі та повторіть тести (онлайн-ігри, відеодзвінки тощо). Якщо раптом все запрацює нормально, проблема явно вказує на ваш телефон. Інтернет-провайдер або вашу локальну інфраструктуру (маршрутизатор, ONT, кабельні розводки).

Тоді цікаво використовувати інструменти вимірювання, такі як тест Лабораторія вимірювань (НДТ), доступний у їхній офіційний веб-сайтПроведіть тест до та після зміни налаштувань, таких як модерація переривань, і зробіть скріншоти результатів: пропускна здатність, затримка, розширені деталі.

Під час цих випробувань звертайте увагу на такі параметри, як:

• Розбіжності в дуплексах (напівдуплексний/повний дуплекс погано узгоджений)
• Пошкодження або помилки кабелю (фізичні помилки, втрата сигналу)
• Затори або вузькі місця стійкий
• Дублікати підтвердження або інші симптоми проблем зі стеком TCP

Якщо ви помітили будь-які з цих ознак, найкраще спочатку усунути ці причини, оскільки вони фундаментальні проблеми мережі які не вирішуються простим усуненням переривань.

Ще один дуже показовий тест для ігор – це вимірювання затримка у вашій локальній мережіУ Windows, під час відтворення або гри, відкрийте командний рядок (cmd) та виконайте команду:

ping -n 100 192.168.1.1

заміна 192.168.1.1 для IP-адреси вашого роутераЯкщо ви помітили, що ваш пінг стрибає з 1-2 мс до піків 50-100 мс або більше, ймовірно, у вас виникають перешкоди Wi-Fi, перевантаження локальної мережі або несправний маршрутизатор. Це вплине на весь трафік, включаючи ігрові пакети.

Коротко кажучи, модерація переривань, коалесценція переривань та такі параметри, як швидкість дроселювання переривань, – це механізми, призначені для зменшення навантаження на процесор і покращення загальної продуктивності мережі, але ціною додавання деякої затримки. Для більшості поширених застосувань налаштування за замовчуванням більш ніж достатньо, але якщо ви працюєте з онлайн-іграми, чутливими до затримки, трафіком у реальному часі або вам потрібні дуже точні вимірювання часу передачі даних, варто дослідити та протестувати ці налаштування, завжди після попереднього виключення основних проблем з мережею, маршрутизатором або провайдером, які не можна вирішити простим налаштуванням параметрів адаптера.

Пов’язана стаття:

Ваш комп'ютер працює повільно? Дізнайтеся, як визначити проблему з Perfmon у Windows.

Даніель Терраса

Редактор, що спеціалізується на технологіях та питаннях Інтернету з більш ніж десятирічним досвідом роботи з різними цифровими медіа. Я працював редактором і творцем контенту для компаній електронної комерції, комунікацій, онлайн-маркетингу та реклами. Я також писав на веб-сайтах з економіки, фінансів та інших секторів. Моя робота також є моєю пристрастю. Тепер через мої статті в Tecnobits, я намагаюся вивчати всі новини та нові можливості, які щодня пропонує нам світ технологій для покращення нашого життя.