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Come l'archiviazione dei dati paralizza le app mobili
Gli ultimi smartphone e tablet al Consumer Electronics Show di Las Vegas il mese scorso hanno messo l'accento su processori più veloci e compatibilità con reti wireless più veloci. Ma una nuova ricerca mostra che il più grande collo di bottiglia delle prestazioni con le popolari app per smartphone come Facebook e Google Maps è, infatti, la velocità con cui possono leggere e scrivere l'archiviazione dei dati di un dispositivo. I risultati suggeriscono che senza modificare il modo in cui i gadget mobili archiviano i dati, i vantaggi di nuove reti e processori saranno limitati.
Trascorriamo molto tempo della nostra vita utilizzando queste app, ma gran parte di esso viene speso in attesa che una pagina Web venga caricata o un'[interfaccia utente] si aggiorni, ha affermato Nitin Agrawal, un ricercatore nel laboratori del produttore di elettronica NEC, presentando al Conferenza Usenix File and Storage Technology a San Jose, in California, la scorsa settimana. Abbiamo scoperto che lo storage è il collo di bottiglia chiave per i dispositivi mobili, ha affermato Agrawal. I sistemi di archiviazione sui dispositivi mobili richiedono un nuovo look.
Agrawal e i suoi colleghi Hyojun Kim e Cristian Ungureanu sono giunti a questa conclusione dopo aver testato come le prestazioni di una serie di app popolari per il sistema operativo mobile Android di Google siano state influenzate dalla scheda di memoria all'interno di un dispositivo. Le app includevano Facebook, Google Maps, Angry Birds e il browser Web di Android.
Le app sono state messe alla prova più e più volte mentre otto diverse schede di memoria di diversi produttori sono state scambiate dentro e fuori per vedere se rendevano le app più o meno reattive. I dispositivi Android normalmente si basano su chip di memoria interna durante l'esecuzione di app, ma per facilitare la sperimentazione, i ricercatori hanno modificato il sistema operativo in modo che si affidasse quasi esclusivamente alla scheda di memoria rimovibile del dispositivo, che viene generalmente utilizzata per archiviare foto e musica. Ma Agrawal afferma che i risultati dovrebbero applicarsi anche alla memoria interna, che ha proprietà simili.
Alcuni dei risultati sono stati sorprendenti. Da un avvio a freddo, l'app Gmail è stata lanciata più di tre volte più velocemente in esecuzione sulla scheda di memoria con le migliori prestazioni rispetto alla peggiore; l'app Twitter è stata lanciata più del doppio più velocemente con uno spazio di archiviazione più veloce. Il browser Web Android è stato testato chiedendogli di navigare e caricare le 50 pagine Web principali una dopo l'altra; era circa tre volte più veloce nel migliore dei casi che nel peggiore. I test sono stati effettuati su un telefono Nexus One con la versione Gingerbread di Android, che solo di recente è stata sostituita dall'ultima versione di Android, Ice Cream Sandwich.
Agrawal afferma che il fatto che l'archiviazione dei dati limiti le prestazioni suggerisce velocità di rete e processori più veloci, le aree che ricevono la maggiore attenzione da ricercatori, ingegneri e esperti di marketing, potrebbe fare poca differenza sul modo in cui le app si comportano per gli utenti.
Quando i test sono stati eseguiti utilizzando un cavo per simulare una connessione 10 volte più veloce del Wi-Fi, le app difficilmente sono diventate più reattive. Ci aspettavamo che le prestazioni migliorassero un po' con la connessione più veloce, ma ciò non è accaduto, ha affermato Agrawal.
Il problema, dicono i ricercatori, è in parte il modo in cui funziona la memoria non volatile utilizzata all'interno di telefoni e schede di memoria. Le specifiche del prodotto suggeriscono che questi chip dovrebbero essere in grado di leggere e scrivere dati più velocemente di quanto i processori o i collegamenti dati wireless possano fornire, ma in pratica non possono farlo. Questo perché i benchmark utilizzati per classificare la memoria servono a leggere o scrivere bit di dati su un disco in sequenza, ma molte delle app popolari in realtà accedono ai bit in modo meno ordinato. È stato dimostrato che questa mancanza è amplificata dal modo in cui molte delle app studiate hanno utilizzato un codice di gestione dei dati che si basa fortemente sull'accesso casuale ai dati.
Le prestazioni di scrittura casuale sono ordini di grandezza peggiori per l'archiviazione dei dispositivi mobili e più lente di una tipica rete 3G, ha affermato Agrawal. Le prestazioni di archiviazione chiaramente non hanno tenuto il passo con i miglioramenti nella rete.
I ricercatori del NEC hanno testato una manciata di strategie che potrebbero limitare il blocco dell'archiviazione dei dati sulle prestazioni delle app. Facebook è diventato quattro volte più veloce quando l'hanno costretto a utilizzare un diverso sistema di memorizzazione nella cache dei dati, ad esempio. Ciò dimostra che le scelte progettuali effettuate dagli sviluppatori di app possono mitigare il collo di bottiglia dell'archiviazione dei dati, sebbene la rimozione di tale collo di bottiglia richiederebbe modifiche ai sistemi operativi mobili e all'hardware.
Agrawal ha detto Revisione della tecnologia che non sapeva come l'iPhone di Apple avrebbe potuto comportarsi in test simili. I dispositivi Apple utilizzano solo la memoria interna e la loro tecnologia è simile a quella utilizzata dai dispositivi Android. Tuttavia, il sistema operativo iOS di Apple e le app create per esso memorizzano i dati in modi diversi.
Dopo la presentazione di Agrawal, Eno Thereska di Microsoft Research ha suggerito che i risultati devono essere convalidati con test che coinvolgono utenti reali, per vedere se notano i limiti di prestazioni scoperti. Si chiedeva se questi limiti fossero davvero importanti. Posso solo leggere una pagina web così velocemente, ha detto, e devo ammettere che sono abbastanza soddisfatto delle app mobili. Qual è la percezione degli utenti di queste esperienze?
Agrawal afferma che il suo gruppo non ha ancora testato se gli utenti notano colli di bottiglia della memoria, ma osserva che la maggior parte dei loro test ha replicato il modo in cui le persone usano le loro app. Ad esempio, per Google Maps, hanno cronometrato il tempo necessario per ottenere risultati dopo aver toccato le indicazioni stradali. Agrawal afferma di essere sicuro che le persone possano notare la differenza e trovare frustranti le limitazioni imposte dalla memoria. Perché qualcuno dovrebbe voler vedere un'attesa di 20 secondi se può farla franca con cinque secondi?