செயல்திறனை வெளிக்கொணர்தல்: WebAssembly மொத்த நினைவக செயல்பாடுகள் குறித்த ஒரு ஆழமான பார்வை

WebAssembly (Wasm) ஜாவாஸ்கிரிப்டுடன் இணைந்து செயல்படும் ஒரு உயர்-செயல்திறன், தனிமைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கச் சூழலை வழங்குவதன் மூலம் வலை மேம்பாட்டில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது. இது உலகெங்கிலும் உள்ள டெவலப்பர்களை C++, Rust மற்றும் Go போன்ற மொழிகளில் எழுதப்பட்ட குறியீட்டை உலாவியில் கிட்டத்தட்ட நேட்டிவ் வேகத்தில் இயக்க உதவுகிறது. Wasm-இன் சக்தியின் மையத்தில் அதன் எளிமையான, ஆனால் பயனுள்ள நினைவக மாதிரி உள்ளது: நேரியல் நினைவகம் என அறியப்படும் ஒரு பெரிய, தொடர்ச்சியான நினைவகத் தொகுதி. இருப்பினும், இந்த நினைவகத்தை திறமையாகக் கையாள்வது செயல்திறன் மேம்பாட்டிற்கான ஒரு முக்கிய மையமாக இருந்து வருகிறது. இங்குதான் WebAssembly மொத்த நினைவக முன்மொழிவு வருகிறது.

இந்த ஆழமான பார்வை மொத்த நினைவக செயல்பாடுகளின் நுணுக்கங்கள் வழியாக உங்களை வழிநடத்தும், அவை என்ன, அவை தீர்க்கும் சிக்கல்கள், மற்றும் உலகளாவிய பார்வையாளர்களுக்காக வேகமான, பாதுகாப்பான மற்றும் திறமையான வலைப் பயன்பாடுகளை உருவாக்க டெவலப்பர்களுக்கு அவை எவ்வாறு அதிகாரம் அளிக்கின்றன என்பதை விளக்கும். நீங்கள் ஒரு அனுபவமிக்க சிஸ்டம்ஸ் புரோகிராமராக இருந்தாலும் சரி அல்லது செயல்திறனின் எல்லையைத் தள்ள விரும்பும் வலை டெவலப்பராக இருந்தாலும் சரி, நவீன WebAssembly-இல் தேர்ச்சி பெற மொத்த நினைவகத்தைப் புரிந்துகொள்வது முக்கியம்.

மொத்த நினைவகத்திற்கு முன்பு: தரவுக் கையாளுதலின் சவால்

மொத்த நினைவக முன்மொழிவின் முக்கியத்துவத்தைப் பாராட்ட, அதன் அறிமுகத்திற்கு முந்தைய நிலையை நாம் முதலில் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். WebAssembly-இன் நேரியல் நினைவகம் என்பது மூல பைட்டுகளின் ஒரு வரிசையாகும், இது ஹோஸ்ட் சூழலில் (ஜாவாஸ்கிரிப்ட் VM போன்றவை) இருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இந்த தனிமைப்படுத்தல் பாதுகாப்பிற்கு இன்றியமையாதது என்றாலும், ஒரு Wasm தொகுதிக்குள் உள்ள அனைத்து நினைவக செயல்பாடுகளும் Wasm குறியீட்டாலேயே செயல்படுத்தப்பட வேண்டும் என்று பொருள்பட்டது.

கையேடு லூப்களின் திறமையின்மை

நேரியல் நினைவகத்தின் ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு ஒரு பெரிய தரவுக் கட்டை—உதாரணமாக, ஒரு 1MB பட இடையகத்தை—நகலெடுக்க வேண்டும் என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள். மொத்த நினைவகத்திற்கு முன்பு, இதைச் செய்வதற்கான ஒரே வழி உங்கள் மூல மொழியில் (எ.கா., C++ அல்லது Rust) ஒரு லூப் எழுதுவதுதான். இந்த லூப் தரவு வழியாகச் சென்று, ஒரு நேரத்தில் ஒரு உறுப்பை (எ.கா., பைட் பை பைட் அல்லது வேர்ட் பை வேர்ட்) நகலெடுக்கும்.

இந்த எளிமைப்படுத்தப்பட்ட C++ உதாரணத்தைக் கவனியுங்கள்:

void manual_memory_copy(char* dest, const char* src, size_t n) {
for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
dest[i] = src[i];
}
}

WebAssembly-க்கு தொகுக்கப்படும்போது, இந்த குறியீடு லூப்பைச் செய்யும் Wasm வழிமுறைகளின் வரிசையாக மாறும். இந்த அணுகுமுறை பல குறிப்பிடத்தக்க குறைபாடுகளைக் கொண்டிருந்தது:

• செயல்திறன் மேல்செலவு: லூப்பின் ஒவ்வொரு மறுசெயலும் பல வழிமுறைகளை உள்ளடக்கியது: மூலத்திலிருந்து ஒரு பைட்டை ஏற்றுவது, அதை இலக்கில் சேமிப்பது, ஒரு கவுண்டரை அதிகரிப்பது மற்றும் லூப் தொடர வேண்டுமா என்று பார்க்க ஒரு எல்லைச் சரிபார்ப்பைச் செய்வது. பெரிய தரவுத் தொகுதிகளுக்கு, இது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க செயல்திறன் செலவைச் சேர்க்கிறது. Wasm இயந்திரத்தால் உயர்-நிலை நோக்கத்தை "பார்க்க" முடியவில்லை; அது சிறிய, திரும்பத் திரும்பச் செய்யும் செயல்பாடுகளின் வரிசையை மட்டுமே கண்டது.
• குறியீடு பெருக்கம்: லூப்பிற்கான தர்க்கம்—கவுண்டர், சோதனைகள், கிளைத்தல்—இறுதி Wasm பைனரியின் அளவை அதிகரிக்கிறது. ஒரு ஒற்றை லூப் பெரிதாகத் தெரியவில்லை என்றாலும், பல அத்தகைய செயல்பாடுகளைக் கொண்ட சிக்கலான பயன்பாடுகளில், இந்த பெருக்கம் பதிவிறக்கம் மற்றும் தொடக்க நேரங்களைப் பாதிக்கலாம்.
• தவறவிடப்பட்ட மேம்படுத்தல் வாய்ப்புகள்: நவீன CPU-க்கள் பெரிய நினைவகத் தொகுதிகளை நகர்த்துவதற்கு மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த, நம்பமுடியாத வேகமான வழிமுறைகளைக் கொண்டுள்ளன (memcpy மற்றும் memmove போன்றவை). Wasm இயந்திரம் ஒரு பொதுவான லூப்பை இயக்குவதால், இந்த சக்திவாய்ந்த நேட்டிவ் வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்த முடியவில்லை. இது ஒரு நூலகத்தில் உள்ள புத்தகங்களை ஒரு வண்டியைப் பயன்படுத்துவதற்குப் பதிலாக ஒரு நேரத்தில் ஒரு பக்கமாக நகர்த்துவது போன்றது.

தரவுக் கையாளுதலை பெரிதும் நம்பியிருக்கும் கேம் இன்ஜின்கள், வீடியோ எடிட்டர்கள், அறிவியல் சிமுலேட்டர்கள் மற்றும் பெரிய தரவுக் கட்டமைப்புகளைக் கையாளும் எந்தவொரு நிரலுக்கும் இந்த திறமையின்மை ஒரு பெரிய தடையாக இருந்தது.

மொத்த நினைவக முன்மொழிவின் வருகை: ஒரு முன்னுதாரண மாற்றம்

WebAssembly மொத்த நினைவக முன்மொழிவு இந்த சவால்களை நேரடியாக எதிர்கொள்ள வடிவமைக்கப்பட்டது. இது ஒரு MVP-க்குப் பிந்தைய (குறைந்தபட்ச சாத்தியமான தயாரிப்பு) அம்சமாகும், இது நினைவகம் மற்றும் அட்டவணைத் தரவின் தொகுதிகளை ஒரே நேரத்தில் கையாளுவதற்கான சக்திவாய்ந்த, கீழ்-நிலை செயல்பாடுகளின் தொகுப்புடன் Wasm வழிமுறைத் தொகுப்பை விரிவுபடுத்துகிறது.

மையக் கருத்து எளிமையானது ஆனால் ஆழமானது: மொத்த செயல்பாடுகளை WebAssembly இயந்திரத்திடம் ஒப்படைத்தல்.

ஒரு லூப் மூலம் நினைவகத்தை எப்படி நகலெடுப்பது என்று இயந்திரத்திற்குச் சொல்வதற்குப் பதிலாக, ஒரு டெவலப்பர் இப்போது ஒரு ஒற்றை வழிமுறையைப் பயன்படுத்தி, "தயவுசெய்து இந்த 1MB தொகுதியை முகவரி A-இலிருந்து முகவரி B-க்கு நகலெடுக்கவும்" என்று கூறலாம். அடிப்படை வன்பொருளைப் பற்றிய ஆழமான அறிவைக் கொண்ட Wasm இயந்திரம், இந்த கோரிக்கையை சாத்தியமான மிகவும் திறமையான முறையைப் பயன்படுத்தி செயல்படுத்த முடியும், பெரும்பாலும் அதை நேரடியாக ஒரு ஒற்றை, அதி-மேம்படுத்தப்பட்ட நேட்டிவ் CPU வழிமுறைக்கு மொழிபெயர்க்கிறது.

இந்த மாற்றம் இதற்கு வழிவகுக்கிறது:

• மிகப்பெரிய செயல்திறன் ஆதாயங்கள்: செயல்பாடுகள் ஒரு பகுதியளவு நேரத்தில் நிறைவடைகின்றன.
• சிறிய குறியீடு அளவு: ஒரு ஒற்றை Wasm வழிமுறை ஒரு முழு லூப்பையும் மாற்றுகிறது.
• மேம்படுத்தப்பட்ட பாதுகாப்பு: இந்த புதிய வழிமுறைகள் உள்ளமைக்கப்பட்ட எல்லைச் சரிபார்ப்பைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு நிரல் அதன் ஒதுக்கப்பட்ட நேரியல் நினைவகத்திற்கு வெளியே உள்ள ஒரு இடத்திற்கு அல்லது இடத்திலிருந்து தரவை நகலெடுக்க முயற்சித்தால், அந்த செயல்பாடு ஒரு தடைபடுதல் (trapping) மூலம் (ஒரு இயக்க நேரப் பிழையை வீசுவதன் மூலம்) பாதுகாப்பாக தோல்வியடையும், இது ஆபத்தான நினைவக சிதைவு மற்றும் பஃபர் ஓவர்ஃப்ளோக்களைத் தடுக்கிறது.

முக்கிய மொத்த நினைவக வழிமுறைகளின் ஒரு பார்வை

இந்த முன்மொழிவு பல முக்கிய வழிமுறைகளை அறிமுகப்படுத்துகிறது. மிக முக்கியமானவை, அவை என்ன செய்கின்றன, மற்றும் அவை ஏன் இவ்வளவு தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன என்பதை ஆராய்வோம்.

memory.copy: அதிவேக தரவு நகர்த்தி

இது சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி இந்த நிகழ்ச்சியின் நட்சத்திரம். memory.copy என்பது C-இன் சக்திவாய்ந்த memmove செயல்பாட்டின் Wasm சமமானதாகும்.

• கையெழுத்து (WAT, WebAssembly உரை வடிவத்தில்): (memory.copy (dest i32) (src i32) (size i32))
• செயல்பாடு: இது ஒரே நேரியல் நினைவகத்திற்குள் மூல ஆஃப்செட் src-இலிருந்து இலக்கு ஆஃப்செட் dest-க்கு size பைட்டுகளை நகலெடுக்கிறது.

memory.copy-இன் முக்கிய அம்சங்கள்:

• மேல்படிவு கையாளுதல்: முக்கியமாக, memory.copy மூல மற்றும் இலக்கு நினைவகப் பகுதிகள் ஒன்றின் மீது ஒன்று படியும் நிகழ்வுகளை சரியாகக் கையாளுகிறது. இதனால்தான் இது memcpy-க்கு பதிலாக memmove-க்கு ஒப்பானது. இயந்திரம் நகலெடுப்பு அழிவில்லாத வழியில் நடப்பதை உறுதி செய்கிறது, இது டெவலப்பர்கள் இனி கவலைப்படத் தேவையில்லாத ஒரு சிக்கலான விவரமாகும்.
• நேட்டிவ் வேகம்: குறிப்பிட்டபடி, இந்த வழிமுறை பொதுவாக ஹோஸ்ட் இயந்திரத்தின் கட்டமைப்பில் சாத்தியமான வேகமான நினைவக நகல் செயலாக்கத்திற்குத் தொகுக்கப்படுகிறது.
• உள்ளமைக்கப்பட்ட பாதுகாப்பு: src முதல் src + size மற்றும் dest முதல் dest + size வரையிலான முழு வரம்பும் நேரியல் நினைவகத்தின் எல்லைக்குள் உள்ளதா என்பதை இயந்திரம் சரிபார்க்கிறது. எல்லைக்கு அப்பாற்பட்ட எந்தவொரு அணுகலும் உடனடி தடைக்கு வழிவகுக்கிறது, இது ஒரு கையேடு C-பாணி பாயிண்டர் நகலை விட மிகவும் பாதுகாப்பானது.

நடைமுறைத் தாக்கம்: வீடியோவைச் செயலாக்கும் ஒரு பயன்பாட்டிற்கு, ஒரு நெட்வொர்க் இடையகத்திலிருந்து ஒரு காட்சி இடையகத்திற்கு ஒரு வீடியோ பிரேமை நகலெடுப்பது, ஒரு மெதுவான, பைட்-பை-பைட் லூப்பிற்கு பதிலாக, ஒரு ஒற்றை, அணு மற்றும் மிகவும் வேகமான வழிமுறையுடன் செய்யப்படலாம்.

memory.fill: திறமையான நினைவக துவக்கம்

பெரும்பாலும், நீங்கள் ஒரு நினைவகத் தொகுதியை ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பிற்கு துவக்க வேண்டும், அதாவது பயன்பாட்டிற்கு முன் ஒரு இடையகத்தை பூஜ்ஜியங்களுக்கு அமைப்பது போன்றவை.

• கையெழுத்து (WAT): (memory.fill (dest i32) (val i32) (size i32))
• செயல்பாடு: இது இலக்கு ஆஃப்செட் dest-இல் தொடங்கி size பைட்டுகளின் நினைவகத் தொகுதியை val-இல் குறிப்பிடப்பட்ட பைட் மதிப்புடன் நிரப்புகிறது.

memory.fill-இன் முக்கிய அம்சங்கள்:

• திரும்பத் திரும்பச் செய்வதற்கு உகந்தது: இந்த செயல்பாடு C-இன் memset-இன் Wasm சமமானதாகும். இது ஒரு பெரிய தொடர்ச்சியான பகுதி முழுவதும் ஒரே மதிப்பை எழுதுவதற்கு மிகவும் உகந்ததாக உள்ளது.
• பொதுவான பயன்பாட்டு நிகழ்வுகள்: அதன் முதன்மைப் பயன்பாடு நினைவகத்தை பூஜ்ஜியமாக்குவது (பழைய தரவை வெளிப்படுத்துவதைத் தவிர்க்க ஒரு பாதுகாப்பு சிறந்த நடைமுறை), ஆனால் இது ஒரு கிராபிக்ஸ் இடையகத்திற்கு `0xFF` போன்ற எந்தவொரு ஆரம்ப நிலைக்கும் நினைவகத்தை அமைப்பதற்கும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.
• உறுதியளிக்கப்பட்ட பாதுகாப்பு: memory.copy போலவே, இது நினைவக சிதைவைத் தடுக்க கடுமையான எல்லைச் சரிபார்ப்பைச் செய்கிறது.

நடைமுறைத் தாக்கம்: ஒரு C++ நிரல் ஸ்டாக்கில் ஒரு பெரிய பொருளை ஒதுக்கி, அதன் உறுப்பினர்களை பூஜ்ஜியத்திற்கு துவக்கும்போது, ஒரு நவீன Wasm கம்பைலர் தனிப்பட்ட ஸ்டோர் வழிமுறைகளின் வரிசையை ஒரு ஒற்றை, திறமையான memory.fill செயல்பாட்டின் மூலம் மாற்ற முடியும், இது குறியீடு அளவைக் குறைத்து, துவக்க வேகத்தை மேம்படுத்துகிறது.

செயலற்ற பிரிவுகள்: தேவைக்கேற்ப தரவு மற்றும் அட்டவணைகள்

நேரடி நினைவகக் கையாளுதலுக்கு அப்பால், மொத்த நினைவக முன்மொழிவு Wasm தொகுதிகள் அவற்றின் ஆரம்பத் தரவைக் கையாளும் முறையை புரட்சிகரமாக்கியது. முன்பு, தரவுப் பிரிவுகள் (நேரியல் நினைவகத்திற்கு) மற்றும் உறுப்புப் பிரிவுகள் (செயல்பாட்டு குறிப்புகள் போன்றவற்றை வைத்திருக்கும் அட்டவணைகளுக்கு) "செயலில்" இருந்தன. இதன் பொருள், Wasm தொகுதி துவக்கப்படும்போது அவற்றின் உள்ளடக்கங்கள் தானாகவே அவற்றின் இலக்குகளுக்கு நகலெடுக்கப்பட்டன.

பெரிய, விருப்பத் தரவுகளுக்கு இது திறமையற்றதாக இருந்தது. உதாரணமாக, ஒரு தொகுதியில் பத்து வெவ்வேறு மொழிகளுக்கான உள்ளூர்மயமாக்கல் தரவு இருக்கலாம். செயலில் உள்ள பிரிவுகளுடன், பயனர் ஒருபோதும் ஒன்றைத் தேவைப்படாவிட்டாலும், பத்து மொழிப் பொதிகளும் தொடக்கத்தில் நினைவகத்தில் ஏற்றப்படும். மொத்த நினைவகம் செயலற்ற பிரிவுகளை அறிமுகப்படுத்தியது.

ஒரு செயலற்ற பிரிவு என்பது Wasm தொகுதியுடன் தொகுக்கப்பட்ட தரவின் ஒரு பகுதி அல்லது உறுப்புகளின் பட்டியல், ஆனால் அது தொடக்கத்தில் தானாகவே ஏற்றப்படாது. அது பயன்படுத்தப்படக் காத்திருக்கிறது. இது டெவலப்பருக்கு இந்தத் தரவு எப்போது, எங்கே ஏற்றப்பட வேண்டும் என்பதில் நுணுக்கமான, நிரலாக்கக் கட்டுப்பாட்டைக் கொடுக்கிறது, ஒரு புதிய வழிமுறைகளின் தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி.

memory.init, data.drop, table.init, மற்றும் elem.drop

இந்த வழிமுறைகளின் குடும்பம் செயலற்ற பிரிவுகளுடன் செயல்படுகிறது:

• memory.init: இந்த வழிமுறை ஒரு செயலற்ற தரவுப் பிரிவிலிருந்து தரவை நேரியல் நினைவகத்திற்கு நகலெடுக்கிறது. எந்தப் பிரிவைப் பயன்படுத்த வேண்டும், பிரிவில் எங்கிருந்து நகலெடுக்கத் தொடங்க வேண்டும், நேரியல் நினைவகத்தில் எங்கு நகலெடுக்க வேண்டும், மற்றும் எத்தனை பைட்டுகளை நகலெடுக்க வேண்டும் என்பதைக் குறிப்பிடலாம்.
• data.drop: ஒரு செயலற்ற தரவுப் பிரிவுடன் நீங்கள் முடித்தவுடன் (எ.கா., அது நினைவகத்தில் நகலெடுக்கப்பட்ட பிறகு), அதன் வளங்களை மீட்டெடுக்க முடியும் என்று இயந்திரத்திற்கு சமிக்ஞை செய்ய data.drop-ஐப் பயன்படுத்தலாம். இது நீண்டகாலம் இயங்கும் பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு முக்கியமான நினைவக மேம்படுத்தல் ஆகும்.
• table.init: இது memory.init-இன் அட்டவணை சமமானதாகும். இது ஒரு செயலற்ற உறுப்புப் பிரிவிலிருந்து உறுப்புகளை (செயல்பாட்டு குறிப்புகள் போன்றவை) ஒரு Wasm அட்டவணைக்கு நகலெடுக்கிறது. இது டைனமிக் லிங்கிங் போன்ற அம்சங்களைச் செயல்படுத்துவதற்கு அடிப்படையானது, அங்கு செயல்பாடுகள் தேவைக்கேற்ப ஏற்றப்படுகின்றன.
• elem.drop: data.drop-ஐப் போலவே, இந்த வழிமுறை ஒரு செயலற்ற உறுப்புப் பிரிவை நிராகரிக்கிறது, அதன் தொடர்புடைய வளங்களை விடுவிக்கிறது.

நடைமுறைத் தாக்கம்: நமது பன்மொழிப் பயன்பாடு இப்போது மிகவும் திறமையாக வடிவமைக்கப்படலாம். இது அனைத்து பத்து மொழிப் பொதிகளையும் செயலற்ற தரவுப் பிரிவுகளாக தொகுக்க முடியும். பயனர் "ஸ்பானிஷ்" என்பதைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது, குறியீடு ஸ்பானிஷ் தரவை மட்டுமே செயலில் உள்ள நினைவகத்தில் நகலெடுக்க ஒரு memory.init-ஐ இயக்குகிறது. அவர்கள் "ஜப்பானிய" மொழிக்கு மாறினால், பழைய தரவை மேலெழுதலாம் அல்லது அழிக்கலாம், மேலும் ஒரு புதிய memory.init அழைப்பு ஜப்பானியத் தரவை ஏற்றுகிறது. இந்த "தேவைக்கேற்ற" தரவு ஏற்றும் மாதிரி பயன்பாட்டின் ஆரம்ப நினைவகத் தடம் மற்றும் தொடக்க நேரத்தை வியத்தகு முறையில் குறைக்கிறது.

நிஜ-உலகத் தாக்கம்: உலக அளவில் மொத்த நினைவகம் எங்கு பிரகாசிக்கிறது

இந்த வழிமுறைகளின் நன்மைகள் வெறும் கோட்பாட்டு ரீதியானவை அல்ல. அவை பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளில் ஒரு உறுதியான தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன, அவற்றை உலகெங்கிலும் உள்ள பயனர்களுக்கு, அவர்களின் சாதனத்தின் செயலாக்க சக்தியைப் பொருட்படுத்தாமல், மிகவும் சாத்தியமானதாகவும் செயல்திறன் மிக்கதாகவும் ஆக்குகின்றன.

1. உயர்-செயல்திறன் கணினி மற்றும் தரவு பகுப்பாய்வு

அறிவியல் கணினி, நிதி மாதிரியாக்கம் மற்றும் பெரிய தரவு பகுப்பாய்விற்கான பயன்பாடுகள் பெரும்பாலும் பெரிய அணிவரிசைகள் மற்றும் தரவுத்தொகுப்புகளைக் கையாளுகின்றன. அணிவரிசை இடமாற்றம், வடிகட்டுதல் மற்றும் திரட்டுதல் போன்ற செயல்பாடுகளுக்கு விரிவான நினைவக நகலெடுத்தல் மற்றும் துவக்கம் தேவை. மொத்த நினைவக செயல்பாடுகள் இந்த பணிகளை பல மடங்கு வேகப்படுத்த முடியும், இது சிக்கலான உலாவி-உள்ளமைந்த தரவு பகுப்பாய்வுக் கருவிகளை ஒரு யதார்த்தமாக்குகிறது.

2. கேமிங் மற்றும் கிராபிக்ஸ்

நவீன கேம் இன்ஜின்கள் தொடர்ந்து பெரிய அளவிலான தரவை மாற்றுகின்றன: டெக்ஸ்சர்கள், 3D மாதிரிகள், ஆடியோ இடையகங்கள் மற்றும் விளையாட்டு நிலை. மொத்த நினைவகம் யூனிட்டி மற்றும் அன்ரியல் (Wasm-க்கு தொகுக்கும்போது) போன்ற இன்ஜின்களை இந்த சொத்துக்களை மிகக் குறைந்த மேல்செலவுடன் நிர்வகிக்க அனுமதிக்கிறது. உதாரணமாக, ஒரு சுருக்கப்படாத சொத்து இடையகத்திலிருந்து GPU பதிவேற்ற இடையகத்திற்கு ஒரு டெக்ஸ்சரை நகலெடுப்பது ஒரு ஒற்றை, மின்னல் வேகமான memory.copy ஆகிறது. இது எல்லா இடங்களிலும் உள்ள வீரர்களுக்கு மென்மையான பிரேம் விகிதங்கள் மற்றும் வேகமான ஏற்றுதல் நேரங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது.

3. படம், வீடியோ மற்றும் ஆடியோ எடிட்டிங்

Figma (UI வடிவமைப்பு), Adobe-இன் இணையத்தள போட்டோஷாப் மற்றும் பல்வேறு ஆன்லைன் வீடியோ மாற்றிகள் போன்ற வலை அடிப்படையிலான படைப்புக் கருவிகள் அதிகப்படியான தரவுக் கையாளுதலை நம்பியுள்ளன. ஒரு படத்திற்கு ஒரு வடிப்பானைப் பயன்படுத்துவது, ஒரு வீடியோ பிரேமை குறியாக்கம் செய்வது, அல்லது ஆடியோ டிராக்குகளைக் கலப்பது ஆகியவை எண்ணற்ற நினைவக நகல் மற்றும் நிரப்புதல் செயல்பாடுகளை உள்ளடக்கியது. மொத்த நினைவகம் இந்த கருவிகளை உயர்-தெளிவுத்திறன் கொண்ட மீடியாவைக் கையாளும்போதும் கூட, அதிக பதிலளிக்கக்கூடிய மற்றும் நேட்டிவ்-போன்ற உணர்வைத் தருகிறது.

4. எமுலேஷன் மற்றும் மெய்நிகராக்கம்

ஒரு முழு இயக்க முறைமையையோ அல்லது ஒரு பழைய பயன்பாட்டையோ உலாவியில் எமுலேஷன் மூலம் இயக்குவது ஒரு நினைவக-செறிவுள்ள சாதனையாகும். எமுலேட்டர்கள் விருந்தினர் அமைப்பின் நினைவக வரைபடத்தை உருவகப்படுத்த வேண்டும். திரை இடையகத்தை திறமையாக அழிப்பதற்கும், ROM தரவை நகலெடுப்பதற்கும், மற்றும் உருவகப்படுத்தப்பட்ட இயந்திரத்தின் நிலையை நிர்வகிப்பதற்கும் மொத்த நினைவக செயல்பாடுகள் அவசியமானவை, இது உலாவி-உள்ளமைந்த ரெட்ரோ கேம் எமுலேட்டர்கள் போன்ற திட்டங்கள் வியக்கத்தக்க வகையில் சிறப்பாக செயல்பட உதவுகிறது.

5. டைனமிக் லிங்கிங் மற்றும் செருகுநிரல் அமைப்புகள்

செயலற்ற பிரிவுகள் மற்றும் table.init-இன் கலவையானது WebAssembly-இல் டைனமிக் லிங்கிங்கிற்கான அடிப்படைக் கட்டுமானத் தொகுதிகளை வழங்குகிறது. இது ஒரு முக்கிய பயன்பாட்டை இயக்க நேரத்தில் கூடுதல் Wasm தொகுதிகளை (செருகுநிரல்கள்) ஏற்ற அனுமதிக்கிறது. ஒரு செருகுநிரல் ஏற்றப்படும்போது, அதன் செயல்பாடுகளை முக்கிய பயன்பாட்டின் செயல்பாட்டு அட்டவணையில் மாறும் வகையில் சேர்க்கலாம், இது ஒரு ஒற்றை பைனரியை அனுப்பத் தேவையில்லாத விரிவாக்கக்கூடிய, மாடுலர் கட்டமைப்புகளை செயல்படுத்துகிறது. இது பரவலாக்கப்பட்ட சர்வதேச அணிகளால் உருவாக்கப்பட்ட பெரிய அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கு இன்றியமையாதது.

இன்று உங்கள் திட்டங்களில் மொத்த நினைவகத்தை எவ்வாறு பயன்படுத்துவது

நல்ல செய்தி என்னவென்றால், உயர்-நிலை மொழிகளுடன் பணிபுரியும் பெரும்பாலான டெவலப்பர்களுக்கு, மொத்த நினைவக செயல்பாடுகளைப் பயன்படுத்துவது பெரும்பாலும் தானாகவே நடக்கும். நவீன கம்பைலர்கள் மேம்படுத்தப்படக்கூடிய வடிவங்களை அடையாளம் காணும் அளவுக்கு புத்திசாலித்தனமானவை.

கம்பைலர் ஆதரவு முக்கியம்

Rust, C/C++ (Emscripten/LLVM வழியாக), மற்றும் AssemblyScript-க்கான கம்பைலர்கள் அனைத்தும் "மொத்த நினைவகம் அறிந்தவை". நீங்கள் ஒரு நினைவக நகலைச் செய்யும் நிலையான நூலகக் குறியீட்டை எழுதும்போது, கம்பைலர், பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், அதனுடன் தொடர்புடைய Wasm வழிமுறையை வெளியிடும்.

உதாரணமாக, இந்த எளிய Rust செயல்பாட்டை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்:

pub fn copy_slice(dest: &mut [u8], src: &[u8]) {
dest.copy_from_slice(src);
}

இதை wasm32-unknown-unknown இலக்குக்கு தொகுக்கும்போது, Rust கம்பைலர் copy_from_slice ஒரு மொத்த நினைவக செயல்பாடு என்பதைப் பார்க்கும். ஒரு லூப்பை உருவாக்குவதற்குப் பதிலாக, அது புத்திசாலித்தனமாக இறுதி Wasm தொகுதியில் ஒரு ஒற்றை memory.copy வழிமுறையை வெளியிடும். இதன் பொருள் டெவலப்பர்கள் பாதுகாப்பான, வழக்கமான உயர்-நிலை குறியீட்டை எழுதலாம் மற்றும் கீழ்-நிலை Wasm வழிமுறைகளின் மூல செயல்திறனை இலவசமாகப் பெறலாம்.

செயல்படுத்துதல் மற்றும் அம்சத்தைக் கண்டறிதல்

மொத்த நினைவக அம்சம் இப்போது அனைத்து முக்கிய உலாவிகளிலும் (Chrome, Firefox, Safari, Edge) மற்றும் சர்வர் பக்க Wasm இயக்க நேரங்களிலும் பரவலாக ஆதரிக்கப்படுகிறது. இது டெவலப்பர்கள் பொதுவாக இருப்பதாகக் கருதக்கூடிய நிலையான Wasm அம்சத் தொகுப்பின் ஒரு பகுதியாகும். மிக அரிதான சந்தர்ப்பத்தில் நீங்கள் ஒரு மிக பழைய சூழலை ஆதரிக்க வேண்டியிருந்தால், உங்கள் Wasm தொகுதியை துவக்குவதற்கு முன்பு அதன் கிடைப்பதை அம்சத்தைக் கண்டறிய ஜாவாஸ்கிரிப்டைப் பயன்படுத்தலாம், ஆனால் இது காலப்போக்கில் குறைவாக அவசியமாகி வருகிறது.

எதிர்காலம்: மேலும் புதுமைகளுக்கான ஒரு அடித்தளம்

மொத்த நினைவகம் ஒரு இறுதிப்புள்ளி மட்டுமல்ல; இது மற்ற மேம்பட்ட WebAssembly அம்சங்கள் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ள ஒரு அடிப்படை அடுக்கு. அதன் இருப்பு பல பிற முக்கியமான முன்மொழிவுகளுக்கு ஒரு முன்நிபந்தனையாக இருந்தது:

• WebAssembly திரெட்கள்: திரெட்டிங் முன்மொழிவு பகிரப்பட்ட நேரியல் நினைவகம் மற்றும் அணு செயல்பாடுகளை அறிமுகப்படுத்துகிறது. திரெட்களுக்கு இடையில் தரவை திறமையாக நகர்த்துவது மிக முக்கியம், மேலும் மொத்த நினைவக செயல்பாடுகள் பகிரப்பட்ட-நினைவக நிரலாக்கத்தை சாத்தியமாக்க தேவையான உயர்-செயல்திறன் அடிப்படைகளை வழங்குகின்றன.
• WebAssembly SIMD (Single Instruction, Multiple Data): SIMD ஒரு ஒற்றை வழிமுறையை ஒரே நேரத்தில் பல தரவுத் துண்டுகளில் செயல்பட அனுமதிக்கிறது (எ.கா., ஒரே நேரத்தில் நான்கு ஜோடி எண்களைச் சேர்ப்பது). SIMD ரெஜிஸ்டர்களில் தரவை ஏற்றுவதும், முடிவுகளை நேரியல் நினைவகத்தில் சேமிப்பதும் மொத்த நினைவகத் திறன்களால் கணிசமாக துரிதப்படுத்தப்படும் பணிகள்.
• குறிப்பு வகைகள்: இந்த முன்மொழிவு Wasm-ஐ ஹோஸ்ட் பொருட்களுக்கான (ஜாவாஸ்கிரிப்ட் பொருள்கள் போன்றவை) குறிப்புகளை நேரடியாக வைத்திருக்க அனுமதிக்கிறது. இந்த குறிப்புகளின் அட்டவணைகளை நிர்வகிப்பதற்கான வழிமுறைகள் (table.init, elem.drop) நேரடியாக மொத்த நினைவக விவரக்குறிப்பிலிருந்து வருகின்றன.

முடிவுரை: ஒரு செயல்திறன் ஊக்கத்தை விட அதிகம்

WebAssembly மொத்த நினைவக முன்மொழிவு தளத்திற்கு மிக முக்கியமான MVP-க்குப் பிந்தைய மேம்பாடுகளில் ஒன்றாகும். இது திறமையற்ற, கையால் எழுதப்பட்ட லூப்களை ஒரு பாதுகாப்பான, அணு மற்றும் அதி-மேம்படுத்தப்பட்ட வழிமுறைகளின் தொகுப்புடன் மாற்றுவதன் மூலம் ஒரு அடிப்படை செயல்திறன் தடையை நிவர்த்தி செய்கிறது.

சிக்கலான நினைவக மேலாண்மைப் பணிகளை Wasm இயந்திரத்திடம் ஒப்படைப்பதன் மூலம், டெவலப்பர்கள் மூன்று முக்கியமான நன்மைகளைப் பெறுகிறார்கள்:

1. முன்னோடியில்லாத வேகம்: தரவு-அதிகமுள்ள பயன்பாடுகளை வியத்தகு முறையில் துரிதப்படுத்துகிறது.
2. மேம்படுத்தப்பட்ட பாதுகாப்பு: உள்ளமைக்கப்பட்ட, கட்டாய எல்லைச் சரிபார்ப்பு மூலம் பஃபர் ஓவர்ஃப்ளோ பிழைகளின் முழு வகுப்புகளையும் நீக்குகிறது.
3. குறியீடு எளிமை: சிறிய பைனரி அளவுகளை செயல்படுத்துகிறது மற்றும் உயர்-நிலை மொழிகளை மிகவும் திறமையான மற்றும் பராமரிக்கக்கூடிய குறியீட்டிற்குத் தொகுக்க அனுமதிக்கிறது.

உலகளாவிய டெவலப்பர் சமூகத்திற்கு, மொத்த நினைவக செயல்பாடுகள் அடுத்த தலைமுறை செழிப்பான, செயல்திறன் மிக்க மற்றும் நம்பகமான வலைப் பயன்பாடுகளை உருவாக்குவதற்கான ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும். அவை வலை அடிப்படையிலான மற்றும் நேட்டிவ் செயல்திறனுக்கு இடையிலான இடைவெளியைக் குறைக்கின்றன, டெவலப்பர்களை ஒரு உலாவியில் சாத்தியமானவற்றின் எல்லைகளைத் தள்ள அதிகாரம் அளிக்கின்றன மற்றும் எல்லா இடங்களிலும் உள்ள அனைவருக்கும் மிகவும் திறமையான மற்றும் அணுகக்கூடிய வலையை உருவாக்குகின்றன.