微軟:新算法讓Windows 11累積更新體積縮小40%

今天,Windows 11 系統獲得了首個補丁星期二活動日發布的累積更新。考慮到 Windows 11 系統才在 10 月 5 日發布,因此該累積更新的幅度並不大,只是修復了一些兼容性問題,似乎也沒有引入什麼新的問題。但如果你仔細觀察的話,你就會發現該累積更新的安裝速度要比 Windows 10 快了很多。

Windows 是一個用於全球各種環境的操作系統,特別是在這個混合環境中,每個人可能無法獲得最快的互聯網連接,但仍然需要通過安全補丁保持保護。這就是為什麼補丁必須是小尺寸的,尤其是每月的累積更新包含了所有以前發布的修復程序。

Windows 10 Version 1809 及以上功能更新採用了正向和反向差分壓縮(forward and reverse differential compression)。它確保操作系統在服務時可以恢復到其基本版本作為中間狀態。正如你可能注意到的,雖然正向和反向差分是對稱的,但它們的特點是內容非常不同。

微軟:新算法讓Windows 11累積更新體積縮小40%

微軟沒有利用雙向差分,因為一些轉換和補丁可能會刪除反向差分所需的數據。為了確保非破壞性的轉換,反向 delta 首先需要存儲由正向 delta 增加和刪除的內容。

但由於內容上的不銜接,這個過程將不是很有效,至少與成對的正向和反向差分壓縮相比是這樣。你可以在這裡的微軟白皮書中找到關於這個過程的更多細節。

在 Windows 11 系統中,微軟使用了反向更新數據生成(reverse update data generation)的方法,對這一過程進行了重大改變。這是一個看似簡單和直觀的方法,它觀察 delta 指令,然後直接逆轉它們,而不經過成對的 delta 反向通道。然而,在後端,這構成了一個重大的後端變化,它使用一個映射表來映射彙編代碼功能中的結果變化。微軟解釋說。

微軟:新算法讓Windows 11累積更新體積縮小40%

映射的工作原理是對程序的彙編代碼進行逐個字節的反彙編,並確定虛擬地址。虛擬地址在邏輯上對應於彙編代碼功能的入口點,並在彙編代碼被修復更新時發生轉移。這些移動被 delta 引擎觀察到,並被一個映射表所捕獲。關於 delta 應用的映射過程使這些變化的地址正常化,這也是現代架構上開明的 delta 算法如此高效的很大一部分原因。

與基本的修補指令一樣,這些轉換可以被“觀察”和逆轉。由於不是所有的映射都是 1:1 的,所以有一點開銷,當前向映射與觀察到的反向映射衝突時,必須使用額外的修補指令來對齊映射。這可以在原地完成,反向映射將提供與反向 delta 幾乎相同的性能,其直接映射來自服務器上完成的 delta 生成。

微軟聲稱,其反向更新數據生成方法使 Windows 11 更新的大小減少了 40%。該公司表示,它在幾個月前還為這種方法申請了專利。微軟是否會將這種技術也回傳到 Windows 10,還有待觀察。