FPS 15% 향상, Redox OS의 Interleaved DWRR 스케줄러 도입기

Context

단순 Round Robin 방식의 스케줄러 사용으로 인한 우선순위 제어 불가 상태. CPU 집약적 백그라운드 작업 발생 시 I/O 바운드 인터랙티브 프로세스의 응답성 저하 발생. 모든 프로세스에 동일한 대기 시간을 부여하는 구조적 한계 존재.

Technical Solution

• 가중치 기반의 Deficit Weighted Round Robin(DWRR) 스케줄러 도입을 통한 프로세스별 우선순위 할당 체계 구축
• 큐별 가중치(Weight)와 잔액(Balance) 개념을 적용하여 고우선순위 큐에 더 많은 CPU 자원 배분
• 특정 큐의 자원 독점으로 인한 저우선순위 프로세스의 기아 상태(Starvation) 해결을 위해 Interleaving 방식 적용
• 한 번의 컨텍스트 스위치에서 단일 큐의 잔액을 모두 소진하지 않고 여러 큐의 작업을 교차 처리하는 설계
• 컨텍스트 스위칭 오버헤드를 소폭 증가시키는 대신 전체적인 시스템 응답성과 지연 시간 최적화 달성

Impact

• Interactive Workloads(pixelcannon): 프레임레이트 ~1000 FPS에서 ~1150 FPS로 약 15% 향상
• Context-Switch Latency(schedrs): 초당 작업 처리 수(Operations/sec) 243에서 360으로 48% 증가
• 고우선순위 태스크의 평균 실행 틱(Avg Execs) ~7000 ticks에서 ~1800 ticks로 대폭 감소

Key Takeaway

단순한 공정성(Fairness) 중심의 스케줄링보다 워크로드 특성에 따른 가중치 부여와 교차 처리 전략이 실질적인 시스템 체감 성능을 결정함.