Záznamník výkonu systému Windows pro detekci úzkých míst

Když se počítač zasekává, hry se zpožďují nebo webová aplikace reaguje pomalu, téměř vždy existuje jasný viník: úzké hrdlo výkonu v hardwaru nebo softwaru . Vizuální detekce je obtížná, ale systém Windows nabízí výkonné nástroje pro analýzu dat, přičemž dva nejdůležitější jsou Záznamník výkonu systému Windows (WPR) a Analyzátor výkonu systému Windows (WPA).

Tyto nástroje jsou součástí sady Windows Performance Toolkit a umožňují zachytit nízkoúrovňové trasování systému, analyzovat je a přesně určit, kde co způsobuje úzká hrdla: CPU, GPU, disk, paměť, síť nebo dokonce přehřívání. Dále je lze kombinovat s dalšími řešeními, jako jsou Application Insights, PerfView, linuxové skripty jako PerfCollect, online kalkulačky úzkých hrdel nebo jednodušeji se samotným Správcem úloh systému Windows pro ruční kontrolu, která komponenta nepracuje dostatečně výkonně.

Co je Záznamník výkonu systému Windows a jaké problémy pomáhá odhalit?

Sada nástrojů Windows Performance Toolkit (WPT) se skládá ze dvou klíčových komponent: nástroje Windows Performance Recorder (WPR) a Windows Performance Analyzer (WPA) . WPR zaznamenává, co se v systému děje, a WPA umožňuje graficky a velmi podrobně zobrazit a analyzovat tato data.

WPR je založeno na infrastruktuře ETW (Event Tracing for Windows), což je mechanismus trasování událostí na úrovni jádra integrovaný do systému Windows . ETW umožňuje zaznamenávání velmi podrobných informací o vláknech, procesech, využití CPU, využití disku, využití sítě, zásobníku volání a mnoha dalších věcech s relativně nízkým dopadem na systém.

Při nahrávání pomocí WPR je výsledkem soubor s příponou .etl (Event Trace Log), který obsahuje kompletní trasování . Právě tento soubor pak otevřete ve WPA pro zobrazení tabulek, časových grafů, zásobníků volání a korelací mezi různými hardwarovými a softwarovými prostředky.

V situacích, jako jsou náročné hry (například těžká mapa v Tarkově), 3D aplikace s Unity nebo řešení smíšené reality, jako je HoloLens, je WPR obzvláště užitečné, protože umožňuje zkontrolovat, zda jsou zasekávání nebo poklesy FPS způsobeny omezeními CPU, omezeními GPU, diskovými I/O, špičkami GC v .NET nebo dokonce tepelnými problémy způsobujícími throttling.

Základní terminologie: ETW, ETL, WPR a WPA

Abyste mohli plně využívat Záznam výkonu systému Windows a jeho přidružený analyzátor, je užitečné objasnit některé pojmy, které se v dokumentaci a protokolech často objevují :

ETW (Event Tracing for Windows) : Toto je obecný název pro infrastrukturu trasování událostí integrovanou do jádra systému Windows. Umožňuje různým poskytovatelům (systém, .NET framework, aplikace, ovladače ) generovat události, které lze poté protokolovat pomocí různých nástrojů.

ETL (Event Trace Log) : Toto je formát souboru, ve kterém jsou uložena data shromážděná službou ETW. Po relaci protokolování pomocí WPR obvykle získáte soubor *.etl obsahující všechny události výkonu za zaznamenané období.

WPR (Windows Performance Recorder) : Toto je aplikace zodpovědná za spouštění a zastavování záznamu trasování událostí systému Windows . WPR používá profilové soubory (*.wprp), které přesně definují, které události budou zaznamenávány (CPU, disk, sítě, .NET, GPU atd.), k úpravě úrovně detailů a dopadu na systém.

WPA (Windows Performance Analyzer) : Toto je grafická aplikace používaná k otevírání souborů ETL, vizualizaci jejich dat, jejich třídění, seskupování a korelaci . Nabízí pokročilé tabulky, spojnicové a sloupcové grafy, zobrazení zásobníku volání a několik způsobů, jak se ponořit do podrobností o výkonu.

Používání Záznamu výkonu systému Windows a WPA s HoloLens

U zařízení, jako je HoloLens, je monitorování výkonu klíčové pro zajištění plynulého a pohodlného holografického zážitku. Kombinace WPR a WPA umožňuje detekci výpočetních i hardwarových úzkých míst ve smíšené realitě.

Společnost Microsoft poskytuje pro HoloLens webový portál s názvem Device Portal, ze kterého lze povolit sledování výkonu. Tato funkce přímo generuje soubor ETL, který je následně analyzován pomocí WPA. Cílem je identifikovat například procesy, které přetěžují procesor, tepelné problémy způsobující přehřívání nebo komponenty, které zahlcují paměť či grafický systém.

Výhodou tohoto přístupu je, že můžete přesně reprodukovat problematický scénář na zařízení, zatímco je sledování aktivní, a poté stáhnout trasování do vývojového počítače pro hloubkovou analýzu, aniž byste se museli omezovat na subjektivní dojmy typu „je to pomalé“ nebo „příliš se to zahřívá“.

Záznam záznamu výkonu na HoloLens

Pro získání souboru ETL z HoloLens pomocí portálu zařízení se typický postup řídí velmi jednoduchou sekvencí, kde kritickým bodem je způsobit problém během probíhajícího nahrávání :

V bočním panelu portálu zařízení přejděte do sekce sledování výkonu systému HoloLens . Zde můžete nakonfigurovat, který profil výkonu chcete použít.

Vyberte jeden z předdefinovaných profilů nebo načtěte vlastní profil ve formátu .wprp a přizpůsobte události typu analýzy, kterou hledáte (náročné na CPU, grafika, síť atd.). To vám umožní optimalizovat úroveň detailů ve stopě.

Jakmile vyberete profil, spusťte sběr dat klepnutím na možnost spuštění sledování výkonu v reálném čase . Od tohoto okamžiku začne zařízení zaznamenávat události.

S aktivním snímáním reprodukujte problém: otevřete pomalou aplikaci, interagujte s holografickou scénou a vygenerujte zátěž, která obvykle způsobuje zpoždění nebo přehřátí. Poté zastavte sledování, aby portál zařízení mohl vygenerovat a zobrazit soubor ETL připravený ke stažení.

Výsledný soubor se zobrazí v dolní části stránky Portál zařízení, odkud si můžete stáhnout ETL do počítače a otevřít jej přímo v nástroji Windows Performance Analyzer nebo jej sdílet s jinou osobou ve vašem týmu k analýze.

Instalace a nastavení Analyzátoru výkonu systému Windows

Pro analýzu souboru ETL generovaného pomocí WPR, ať už z HoloLens nebo z počítače, je nutné mít nainstalovaný a nakonfigurovaný nástroj Windows Performance Analyzer s příslušnými symboly . Bez symbolů se vám zobrazí neznámé názvy funkcí a bude obtížné interpretovat zásobníky volání.

WPA je k dispozici ke stažení z Microsoft Storu, což velmi usnadňuje jeho instalaci a aktualizaci v systémech Windows 10 a Windows 11. Můžete si ho také pořídit jako součást sady Windows Performance Toolkit, která je součástí sady Windows Assessment and Deployment Kit (ADK) a je určena pro pokročilejší prostředí pro hodnocení a nasazení.

Jakmile je WPA nainstalováno, je vhodné připravit si pracovní složku, kam umístíte soubor ETL, profily WPA (*.wpaProfile) a potřebné symboly (*.pdb) . Uspořádání všeho na jednom místě výrazně zjednodušuje rozpoznávání symbolů a načítání profilů.

Příkladem struktury složek by mohla být složka pro WPA se souborem trasování, jedním nebo více profily analýzy a podadresářem symbolů, aby WPA mohla při analýze grafů a zásobníků volání rozlišovat názvy funkcí a metod, aniž byste je museli ručně vyhledávat.

Jak analyzovat soubor ETL pomocí nástroje Windows Performance Analyzer

Základní pracovní postup s WPA se zaměřuje na otevření souboru ETL, načtení symbolů a použití vizualizačního profilu. Nástroj je velmi výkonný a složitý, ale počáteční postup je obvykle vždy stejný, což umožňuje rychle získat užitečné grafy pro identifikaci úzkých míst.

Nejprve spusťte na počítači nástroj Windows Performance Analyzer a pomocí nabídky otevřete soubor ETL, který jste získali pomocí WPR nebo z portálu zařízení . Po načtení WPA zpracuje data a zobrazí hlavní rozhraní s různými pohledy.

Dalším krokem je načtení symbolů, což se provádí v sekci trasování, kde můžete zadat složku obsahující soubory PDB pro vaši aplikaci a knihovny . To umožňuje zobrazení zásobníků volání a názvů funkcí jasným a srozumitelným způsobem.

Dále použijte profil WPA vhodný pro váš scénář. Tyto profily (*.wpaProfile) obsahují výběr předpřipravených grafů a diagramů, například pro analýzu využití CPU, vláken, doby odezvy, aktivity disku nebo chování paměti . V nabídce profilů můžete procházet a použít ten, který nejlépe vyhovuje vašim potřebám.

Po použití profilu WPA zobrazí na kartě Analytika různé pohledy: grafy založené na čase, rozdělení podle procesu a vlákna, agregované zásobníky volání a další prvky, které vám pomohou korelovat události a přesně určit, kde vzniká úzké hrdlo . Odtud se stačí ponořit hlouběji do dat a filtrovat je podle procesů, časových intervalů nebo kategorií událostí.

Další nástroje pro diagnostiku výkonu v ASP.NET Core a .NET

Pokud problém s výkonem spočívá v aplikaci ASP.NET Core nebo službách .NET, lze WPR a WPA doplnit dalšími specializovanými nástroji, které usnadňují analýzu využití CPU, paměti, doby uvolňování paměti a latence v serverovém a webovém prostředí . Integrace čítačů výkonu do PerfMonu je také užitečná pro získávání kontinuálních systémových metrik.

Například Visual Studio obsahuje vestavěné nástroje pro profilování a diagnostiku, které jsou dobrým výchozím bodem během vývoje. V samotném IDE můžete měřit využití CPU, alokaci paměti, dobu odezvy a klíčové události výkonu v aplikacích ASP.NET Core , aniž byste se museli zpočátku uchylovat ke složitým trasováním ETW.

Kromě toho v produkčním nebo předprodukčním prostředí doplňují Azure Application Insights, PerfView a další nástroje třetích stran řadu možností pro pokročilou diagnostiku. Každý nástroj nabízí jiný pohled, od celkového pohledu na aplikaci až po hloubkovou analýzu událostí v běhovém prostředí .NET nebo operačním systému.

Přehled aplikací: Přehled o produkci a detekce úzkých míst

Azure Application Insights je služba určená ke shromažďování telemetrie z vašich aplikací, která je nabízena v ekosystému Azure. Poskytuje podrobná data o míře požadavků, chybách, závislostech, době odezvy a mnoha dalších metrikách, aniž byste museli nastavovat vlastní monitorovací infrastrukturu.

Jednou z nejvýraznějších funkcí je mapa aplikací, která ukazuje, jak se jednotlivé komponenty distribuovaného řešení vzájemně vztahují. Tato mapa pomáhá identifikovat úzká místa ve výkonu nebo oblasti náchylné k selhání mezi službami, API, databázemi a frontami , což vám umožňuje přesně určit nejen samotný problém, ale také přesné místo v architektuře, kde k němu dochází.

Application Insights také integruje do portálu Azure Průzkumník metrik, který umožňuje vykreslovat grafy, korelovat vrcholy a poklesy a porovnávat různé metriky v jednom zobrazení , abyste pochopili, jak se váš systém chová v čase nebo při různém zatížení.

V rámci Application Insights je k dispozici specializovaný přehled výkonu zaměřený na operace aplikací. Zde můžete vidět, které akce trvají nejdéle, které závislosti prodlužují latenci a která konkrétní část pracovního postupu potřebuje vylepšení . Profiler můžete navíc spustit na vyžádání a shromažďovat záznamy o výkonu, když zjistíte neobvyklé chování.

Profiler Application Insights umožňuje transparentně zaznamenávat profily aplikací .NET, a to jak v Azure App Service, tak v dalších podporovaných konfiguracích. Tyto trasy lze zobrazit přímo z portálu nebo si je stáhnout pro hlubší analýzu pomocí nástrojů, jako je PerfView, což poskytuje další vrstvu podrobností o zásobníkech volání a dobách provádění.

PerfView a Windows Performance Toolkit: Hloubková analýza v .NET

PerfView je nástroj vytvořený týmem .NET pro zjednodušení analýzy výkonu ve spravovaných aplikacích. Využívá trasování ETW a je optimalizován pro pochopení vzorců CPU, chování garbage collectoru (GC), využití paměti a klasických událostí výkonu .NET.

Ačkoli WPT (WPR + WPA) poskytuje bohaté a flexibilní zobrazení pro všechny druhy scénářů, jeho sběr dat může být pro určité analýzy .NET méně efektivní ve srovnání s PerfView. PerfView je speciálně navržen pro generování podrobných profilů CPU a GC s kontrolovaným dopadem a možnostmi přizpůsobenými aplikacím .NET.

Oficiální dokumentace k PerfView, která je k dispozici jak v samotném nástroji, tak na GitHubu, obsahuje podrobné návody, příklady a osvědčené postupy pro interpretaci zásobníků volání, měření pauz GC, detekci nadměrné alokace a lokalizaci aktivních funkcí, které spotřebovávají většinu času CPU.

PerfCollect a analýza výkonu v Linuxu pro .NET aplikace

PerfView běží pouze na Windows, takže jej nelze použít přímo na Linuxových serverech s aplikacemi ASP.NET Core nebo službami .NET. Pro tyto scénáře existuje PerfCollect, bash skript , který překlenuje mezeru mezi nativními linuxovými nástroji pro profilování a PerfView na Windows.

PerfCollect se spoléhá na utility jako perf a LTTng k zachycení trasování v systémech Linux. Tato trasování jsou generována ve formátu, který PerfView následně dokáže přečíst, což umožňuje analyzovat chování aplikací .NET, které skutečně běží v produkčním prostředí na Linuxu na počítači se systémem Windows.

Tento přístup je obzvláště cenný, když máte problémy s výkonem pouze v Linuxu, ale chcete používat analytický ekosystém, se kterým jste již obeznámeni ve Windows. Díky PerfCollect můžete shromažďovat informace přímo na serveru a prohlížet si je ve svém volném čase na vývojovém počítači , přičemž stejné znalosti, které jste měli, znovu použijete pro interpretace v PerfView.

Kalkulačky úzkých míst pro Windows: co nabízejí a s jakými omezeními

Kromě profesionálních nástrojů pro vykreslování existují také online kalkulačky úzkých míst, které pomáhají uživatelům, kteří plánují stavbu nového stroje nebo upgrade komponent a chtějí rychle zkontrolovat, zda nedojde k vážné nerovnováze mezi CPU a GPU.

Tyto kalkulačky obvykle odhadují, zda CPU dokáže dostatečně napájet GPU, nebo naopak, na základě rozlišení obrazovky, používání (hraní her, profesionální práce, kancelářské aplikace) a dalších parametrů. Jejich výsledky jsou však přibližné a neměly by být považovány za absolutní pravdu o skutečném výkonu systému.

Jednou známou možností je kalkulačka PC Builds, která se zaměřuje na snadnou kontrolu kombinace procesoru a grafické karty na základě požadovaného účelu a rozlišení. Její rozhraní umožňuje vybrat komponenty od různých výrobců a okamžitě získat základní diagnostiku vyvážení CPU/GPU.

Hlavním omezením této kalkulačky je, že nezohledňuje faktory, jako je celková velikost paměti RAM nebo její rychlost, které také ovlivňují herní zážitek. Přesto je užitečná jako rychlý filtr, který před utrácením peněz zahodí zjevně nevyvážené kombinace a doplní je technikami pro optimalizaci Windows 11 pro hraní her.

Další oblíbenou alternativou je kalkulačka CPU agent, která obsahuje podrobnější informace. V tomto případě zahrnuje kromě CPU a GPU také parametry, jako je množství a rychlost RAM, rozlišení, kvalita grafiky a další relevantní nastavení , a nabízí tak komplexnější zprávu o potenciálních úzkých místech.

Tato kalkulačka také poskytuje další informace o každé komponentě, například zda procesor obsahuje vestavěné chlazení nebo jak se potenciální úzké hrdlo mění v závislosti na rozlišení. To vše pomáhá lépe pochopit kompromisy ve výkonu před rozhodnutím o koupi , za předpokladu, že je interpretováno uvážlivě.

Jak správně vybrat hardware pomocí kalkulaček a fór

I když tyto kalkulačky mohou ušetřit čas, spoléhat se pouze na jejich výsledky není dobrý nápad. Nejrozumnější je použít je jako úvodní vodítko a poté porovnat hardwarové kombinace na specializovaných fórech a v uživatelských komunitách před nákupem.

Jakmile budete mít konfiguraci, kterou kalkulačky považují za rozumnou, zkontrolujte, zda ostatní používají stejnou kombinaci CPU, GPU, RAM a základní desky. Projděte si vlákna na fórech výrobců nebo v hardwarových komunitách, kde najdete reálné zkušenosti, potenciální problémy s kompatibilitou a názory na výkon ve hrách nebo aplikacích, které vás zajímají . Hledejte také tipy a triky pro zlepšení herního výkonu , které vyzkoušeli ostatní uživatelé.

Je také velmi užitečné se explicitně zeptat, zda se někdo setkal s úzkými hrdly u dané kombinace, zejména při určitých rozlišeních nebo úrovních detailů. To vám pomůže identifikovat případy, kdy teoreticky vše do sebe zapadá, ale v praxi je jedna složka omezující více, než se očekávalo.

Dalším dobrým postupem je prozkoumat alternativní konfigurace používané komunitou s podobnými komponenty. Tímto způsobem můžete objevit kombinace, které vám poskytnou lepší rovnováhu mezi výkonem a cenou, při zachování stejného rozpočtu, ale přitom za každé investované euro získáte větší hodnotu.

S trochou dalšího výzkumu a s pomocí těchto kalkulaček budete mít mnohem větší jistotu, že váš nový počítač nebo upgrade nebudou představovat vážná úzká hrdla, která negativně ovlivní váš zážitek z hraní her, kreativních úkolů nebo profesionální práce.

Ruční kontrola úzkých míst pomocí Správce úloh

Pokud již máte sestavený počítač nebo používáte notebook, nepotřebujete externí nástroje k provedení počátečního posouzení potenciálních úzkých míst. Samotný operační systém obsahuje Správce úloh systému Windows s velmi užitečnou kartou výkonu pro tyto kontroly.

Základní postup zahrnuje zavření všech aplikací, které nebudete používat, a ponechání pouze té, kterou chcete analyzovat (například hru, editor videa nebo 3D program). Poté otevřete Správce úloh z kontextové nabídky tlačítka Start a sledujte využití CPU, paměti, disku, GPU a sítě v reálném čase při spouštění obvyklé pracovní zátěže. V případě potřeby můžete také povolit režim vysokého výkonu pro porovnání výkonu.

Pokud si všimnete, že některý z těchto zdrojů zůstává při provádění úkolu delší dobu zaseknutý na 100% využití, je tato komponenta hlavním kandidátem na způsobení úzkého hrdla. Například přetížení CPU při hraní her často naznačuje, že procesor nedokáže držet krok s GPU , zejména pokud je GPU daleko od svého maximálního využití.

V jiných případech je to pevný disk nebo síť, která stanovuje limit, zejména v online hrách nebo aplikacích, které streamují velké množství dat. Je také běžné vidět konfigurace, kde GPU pracuje efektivně, zatímco CPU nebo RAM brání systému v plném využití dostupného výkonu grafické karty.

Tato manuální technika nenahrazuje analýzu pomocí WPR/WPA ani pokročilých nástrojů pro profilování, ale je to velmi rychlý způsob, jak najít komponentu, která je nejblíže svému limitu, a rozhodnout se, co by mělo být aktualizováno jako první, aniž by se bylo nutné ponořovat do složitých tras.

Úzká místa v síti a šířce pásma

Problémy s výkonem se ne vždy dají vysvětlit procesorem nebo grafickou kartou; zdroj se často skrývá v síti. Monitorovací nástroje, jako je PRTG, vám umožňují jít nad rámec pouhého měření spotřeby šířky pásma a podrobně analyzovat kvalitu připojení, stabilitu a spolehlivost sítě .

Tato řešení shromažďují metriky, jako je latence, ztráta paketů, jitter a dostupnost spojení, což pomáhá detekovat segmenty sítě, které způsobují úzká hrdla v provozu a zhoršují zážitek z online hraní nebo spotřebu cloudových služeb.

S těmito daty můžete doladit konfiguraci routerů, přepínačů a firewallů, upřednostnit určitý provoz nebo zjistit, kdy přijatelnému výkonu brání internetové připojení, a nikoli počítač. To dotváří celkový obraz výkonu, od lokálního hardwaru až po síťovou infrastrukturu, která podporuje vaše online aplikace a hry.

Kombinace WPR/WPA pro hloubkovou analýzu systému, PerfView a PerfCollect pro svět .NET, Application Insights pro produkční telemetrii, kalkulaček úzkých míst pro pomůcky při nákupu hardwaru a ručních kontrol pomocí Správce úloh a síťových nástrojů umožňuje velmi komplexní strategii pro nalezení a řešení úzkých míst ve výkonu ve Windows , a to jak v domácím, tak v profesionálním prostředí.

Související článek:

Jak používat nástroj pro kontrolu výkonu v WPR a WPA k důkladné analýze systému Windows

Isaac

Vášnivý spisovatel o světě bytů a technologií obecně. Rád sdílím své znalosti prostřednictvím psaní, a to je to, co budu dělat v tomto blogu, ukážu vám všechny nejzajímavější věci o gadgetech, softwaru, hardwaru, technologických trendech a dalších. Mým cílem je pomoci vám orientovat se v digitálním světě jednoduchým a zábavným způsobem.