Linux krijgt eindelijk belangrijke prestatieverbetering die Windows al jaren heeft

Linux staat op het punt een belangrijke prestatieverbetering te ontvangen die Windows 10 en Windows 11 al geruime tijd gebruiken. Het gaat om een geavanceerde techniek binnen de CPU-scheduler, bekend als Cache Aware Scheduling (CAS). Deze ontwikkeling kan in bepaalde scenario’s leiden tot prestatieverbeteringen tot wel 44%, vooral bij cache-gevoelige workloads.

Microsoft zet sterk in op prestatieoptimalisatie

Microsoft heeft recent meerdere prestatieverhogende functies aangekondigd voor Windows 11 en Windows Server. Zo werd een nieuwe native NVMe-optimalisatie geïntroduceerd die in sommige gevallen de doorvoersnelheid van SSD’s met bijna 80% kan verhogen. Daarnaast wordt hardwareversnelde BitLocker-encryptie uitgerold, waardoor encryptie minder CPU-belasting veroorzaakt en de algehele systeemprestaties verbeteren.

Deze verbeteringen laten zien hoe sterk Microsoft focust op het efficiënter benutten van hardware, niet alleen via drivers en firmware, maar ook diep in het besturingssysteem zelf.

De rol van CPU-planning (scheduling)

Een van de belangrijkste redenen waarom Windows vaak betere prestaties levert op moderne processors, is de geavanceerde workload-planning. Windows werkt hierbij nauw samen met hardwaredrivers, zoals AMD’s chipsetdrivers, om taken zo slim mogelijk te verdelen over:

• CPU-kernen
• Threads (SMT / Hyper-Threading)
• Cachelagen (L1, L2 en vooral L3)

Het doel is om de processor zo efficiënt mogelijk te laten werken, met minimale wachttijden en maximaal hergebruik van data die al in de cache aanwezig is.

Ryzen X3D als praktijkvoorbeeld

Een bekend voorbeeld is hoe AMD Ryzen X3D-processors functioneren onder Windows 11. Deze CPU’s beschikken over meerdere CCD’s (Core Complex Dies), waarvan sommige zijn uitgerust met extra 3D V-Cache. Windows 11 is in staat om:

• Cache-gevoelige taken naar CCD’s met extra cache te sturen
• Minder cache-afhankelijke taken naar andere CCD’s te verplaatsen

Dit gebeurt mede dankzij AMD’s speciale 3D V-Cache Optimizer, die samenwerkt met de Windows-scheduler. Het resultaat is merkbaar betere prestaties, vooral in games en latency-gevoelige toepassingen.

Wat is Cache Aware Scheduling (CAS)?

Cache Aware Scheduling is een techniek waarbij de scheduler van het besturingssysteem niet alleen kijkt naar vrije CPU-kernen, maar ook naar:

• De cache-indeling van de processor
• Welke taken recent data hebben gebruikt
• Hoe zwaar een bepaalde cache op dat moment wordt belast

Het doel is om processen zoveel mogelijk te laten draaien op kernen die toegang hebben tot dezelfde cachedata. Hierdoor wordt:

• Het aantal cache misses verminderd
• Onnodig verplaatsen van data tussen caches voorkomen
• De algehele efficiëntie van de CPU verhoogd

Dit is vooral belangrijk bij moderne processors met complexe cache-hiërarchieën.

Linux haalt achterstand in

Tot voor kort liep Linux op dit gebied achter op Windows. Hoewel Linux bekendstaat om zijn flexibiliteit en schaalbaarheid, was de scheduler minder verfijnd als het ging om cachebewuste taakverdeling.

Daar komt nu verandering in.

Recente patches voor de Linux-kernel laten zien dat Cache Aware Scheduling wordt toegevoegd, in eerste instantie gericht op de laatste cachelaag (LLC – Last Level Cache). In de meeste moderne CPU’s is dit de L3-cache.

Volgens de patchnotities kunnen bepaalde workloads hierdoor tot 44% sneller worden uitgevoerd. Dat is een zeer significante verbetering, vooral voor:

• Servers
• Databases
• Wetenschappelijke berekeningen
• Virtualisatie
• Sommige desktop- en gaming-scenario’s

Waarom alleen L3-cache?

De ontwikkelaars geven aan dat de focus voorlopig ligt op de primaire LLC (L3-cache). Experimenten met secundaire “LLC’s”, zoals systeemgeheugen (RAM), leverden weinig tot geen extra winst op en brachten vooral complexiteit met zich mee.

Door zich te concentreren op de L3-cache blijft de implementatie:

• Effectief
• Beheersbaar
• Breed toepasbaar op verschillende CPU-architecturen

Windows had dit al jaren

Interessant is dat Microsoft deze technologie al sinds Windows 10 in de kernel heeft ingebouwd, en deze verder heeft verfijnd in Windows 11. Details hierover zijn schaars, maar het is duidelijk dat CAS een belangrijke rol speelt in:

• Betere prestaties op hybride CPU’s
• Efficiënter gebruik van cache
• Optimalisaties voor moderne multi-CCD-ontwerpen

Wat betekent dit voor de toekomst?

Met de komst van Cache Aware Scheduling zet Linux een grote stap vooruit. Het verkleint de prestatiekloof met Windows op moderne hardware en maakt Linux aantrekkelijker voor:

• High-performance desktops
• Gaming
• Professionele workstations
• Datacenters

Zodra deze patches volledig zijn geïntegreerd in stabiele kernelversies en distributies, kunnen Linux-gebruikers rekenen op betere prestaties zonder extra configuratie.

Kortom: Linux haalt eindelijk een cruciale optimalisatie in die Windows al jaren benut — en dat kan een grote impact hebben op de dagelijkse prestaties van moderne systemen.

Door: Drifter