Chrome在Android上Speedometer性能翻倍的技术揭秘

Chrome在Android上Speedometer性能翻倍的技术揭秘

2024年12月4日，星期三

今天的"The Fast and the Curious"系列文章将介绍Chrome如何在移动设备上实现业界领先的Speedometer分数，从而为Android用户带来更快、更流畅的网络体验。

Speedometer在Android上的表现

我们用来追踪Chrome性能的关键指标之一是Speedometer基准测试。该基准测试是与其他主要网页浏览器引擎合作开发的，用于测量Chrome完成与网页交互的速度，包括解析/渲染HTML或CSS以及运行JavaScript。

自Chrome M112发布以来，我们看到Android设备上的Speedometer 2.1分数显著提升[1]。事实上，在许多设备上，分数翻了一倍多，最新的Snapdragon® 8 Elite移动平台创下了移动设备上Speedometer性能的新纪录！这些巨大成就不仅证明了Chrome和Android团队的工作，也证明了我们与芯片和SoC合作伙伴的合作成果。

我们是如何实现的？

这些改进来自多项变更，包括：

• 构建优化：我们对Chrome的构建方式进行了多项更改，从而在现代高端Android设备和SoC上实现了更快的代码执行。
• V8和Blink改进：对JavaScript引擎（V8）和渲染引擎（Blink）的许多改进进一步提升了性能。
• 调度、操作系统和SoC：我们与Android合作伙伴密切合作，优化Chrome与操作系统的交互方式及其线程调度，以充分利用设备上的芯片。

让我们更详细地了解这些领域。

构建优化

Android设备生态系统非常多样化。从入门级手机到最新的高端手机，Chrome都需要在所有设备上良好运行。直到去年，我们向所有这些不同的Android设备提供相同的Chrome构建。入门级设备上的内存和磁盘大小限制导致Chrome必须优先考虑较小的二进制文件大小。因此，许多现代构建优化无法实现，因为它们会导致更大的二进制文件。

从M113开始，Chrome终于能够通过Google Play Store向高端Android设备提供单独的高性能构建。虽然我们仍然向其他设备提供更受二进制大小限制的构建，但这种方法使我们能够将一些现代优化应用到新的高端构建中：

• 通过针对64位Arm而不是32位Arm，我们可以利用更高效的Arm指令集功能和更大的64位操作。
• 由于在拥有大磁盘和充足内存的高端设备上，二进制文件大小不那么重要，我们现在可以编译针对速度优化（-O2 / -O3）而不是大小优化（-Oz）的C++代码。
• 此外，我们调整了编译器使用的内联阈值，以在热代码中（模块内部和跨模块）启用更多内联，同时更新了另一个编译器通道（MLGO）使用的模型和策略，以减少冷代码中的内联。
• 我们现在还将配置文件引导优化（PGO）技术应用于构建，以进一步改进热代码的代码布局和优化级别。
• 最后，我们通过将Chrome的orderfile生成与新的64位构建对齐，改进了跨函数代码排序。我们现在还在用于生成orderfile的工作负载中包括了Speedometer 3，这是行业标准浏览器速度基准测试的最新版本。

这些构建优化共同贡献了整体Speedometer分数改进的一半以上。这一进展得益于我们与Arm的合作，他们提供了宝贵的见解和改进，包括识别和解决Chrome的PGO设置和内联中的低效问题。

V8和Blink改进

Chrome持续改进其JavaScript和网页渲染引擎V8和Blink的性能。大多数优化在个体影响上很小，但叠加在一起，这些改进累积起来，贡献了剩余Speedometer影响的大部分！值得注意的改进包括：

• 我们现在使用优化的快速路径HTML解析器来解析innerHTML属性。
• V8推出了其Sparkplug编译器层，这是一个超快的基线编译器，位于其Ignition解释器之上，能够非常快速地生成非优化代码。后来，V8还推出了Maglev，一个新的中层编译器，生成半优化代码。它比Sparkplug花费更长的时间，但比V8的超优化编译器层Turbofan少得多的时间。所有这些新的分层层次结构使V8能够更逐步地升级，从而改善性能和功耗。
• 我们调整了决定垃圾回收发生时间的启发式方法，针对渲染引擎空闲或用户离开页面时。
• 我们实现了许多其他增量优化，例如对V8以及我们的解析、样式、布局和文本渲染引擎的优化。

调度和操作系统

为了实现最佳性能，Android合作伙伴大力调整操作系统的线程调度和频率缩放策略，并改进芯片本身的性能。

我们与合作伙伴密切合作，改进他们对Chrome和Speedometer的调整。特别是，我们与高通的合作非常富有成果：通过将优化的调度策略与改进的硬件性能相结合，他们最新的Snapdragon 8 Elite移动平台在Speedometer 3.0上比其前代产品实现了60-80%的改进，从而实现了业界领先的网络性能。这次合作还突出了Chrome代码中的重要瓶颈，例如需要改进PGO以及V8中的机会。

为什么这些改进很重要？

更快的Speedometer分数转化为用户与网页内容真实交互的改进，例如更快的页面加载和交互。回到M112，在Pixel Tablet上加载Google Docs文档比今天多花费50%以上的时间------这就是Speedometer分数翻倍的效果！

1\] Speedometer 3在M122期间发布，因此提供了Speedometer 2.1的结果以获取完整画面。图表中显示的测量数据是在Pixel Tablet上采集的。 发布者：Eric Seckler，Chrome软件工程师