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Xcode 10から正式採用されたNew Build Systemの並列ビルド(並列コンパイル)について

概要

結論

  • New Build Systemは、 IDEBuildOperationMaxNumberOfConcurrentCompileTasks の影響を受けません。
  • New Build Systemは、デフォルトで利用可能な最大のスレッド数(Hyper-Threadingも考慮される)で並列コンパイルされます。
  • つまり、並列コンパイルに関しては手動での設定が不要となりました。

検証

  • Legacy Build SystemとNew Build Systemでビルド時間を比較してみます。
    • Xcodeのビルド時間は ShowBuildOperationDuration設定することで表示されます。
  • Build Systemの切り替えは、Xcodeのメニューの File > Project Settings… または File > Workspace Settings… から設定可能です。

build_system.png

  • IDEBuildOperationMaxNumberOfConcurrentCompileTasks で設定した値は以下 最大スレッド数 と記載します。

環境

  • Xcode 10.1 (10B61)
  • Swift 4.2
  • iMac (Retina 5K, 27-inch, 2019) Intel Core i9-9900K 3600 MHz (8 cores)

対象のプロジェクト規模

  • RxSwiftやRealmなどを含む3人月規模のプロジェクト

検証1: Indexingが終わった後にビルド

計測方法

  • DerivedDataを削除し、初回のIndexingが終わった後にビルドを開始します。

結果

ビルドシステム 最大スレッド数 ビルド時間
Legacy 1 463.963
Legacy 4 163.117
Legacy 8 123.570
Legacy 16 124.448
New 1 89.440
New 4 89.360
New 8 89.848
New 16 89.504
  • ビルド時間は3回の平均値

考察

  • New Build Systemは IDEBuildOperationMaxNumberOfConcurrentCompileTasks の影響を受けておらず、ほぼ同一の計測結果でした。
    • 調べたところドキュメント等への記載は見つけられなかったのですが、ツイートしている人を発見。
  • 少し本題からずれますが、Legacy Build Systemで8スレッドと16スレッドでビルド時間の差が出ていませんでした…(詳しくは後述)。

問題点

  • New Build Systemのビルドが速いなーと思いつつ、何回もビルドするうちにビルド開始時のプログレスバーの初期位置が明らかにLegacyよりも進んでいることに気がつきました。そこでBuild with Timing Summaryで確認したところ、CompileSwiftSourcesがLegacyだと55 tasksだったのに対してNew Build Systemは5 tasksで、Indexingのタイミングで事前にコンパイルするタスク数の違いがあり、結果ビルド時間全体で差がついてしまったことがわかりました。

検証2: Indexingが開始される前にビルド

計測方法

  • Indexingが終わった後だとCompileSwiftSourcesのタスク数に違いがあったため、今度はDerivedDataを削除し、Xcodeを起動直後のIndexingが始まる前にビルド(Build with Timing Summary)を開始します。

結果

ビルドシステム 最大スレッド数 ビルド時間 Compile C Compile Swift
Legacy 1 792.610 341.848 410.295
Legacy 4 214.919 373.098 327.548
Legacy 8 153.421 491.378 422.904
Legacy 16 153.310 827.944 662.014
New 1 142.501 809.741 643.152
New 4 142.652 808.462 641.644
New 8 142.984 809.148 636.419
New 16 143.610 822.892 652.259
  • Compile CとCompile SwiftはTiming Summaryの結果
  • すべてケースでCompileCは1038 tasks、CompileSwiftSourcesは91 tasksで同条件なことを確認
  • 3回試行するにはビルド時間が長すぎたので1回実行した結果

考察

  • New Build SystemのCompile C/SwiftがLegacy Build Systemの16スレッドとほぼ同じ結果になっていたので IDEBuildOperationMaxNumberOfConcurrentCompileTasks を指定することなく利用可能な最大のスレッド数(16スレッド)が適用されていると言えそうです。
  • New Build SystemはLegacy Build Systemより10%未満のビルド処理の向上がみられました。

おまけ

  • New Build Systemを検証するきっかけはiMacを2017モデルから2019に変えたのでどれだけビルドが高速化するかを確認したかったのですが、 IDEBuildOperationMaxNumberOfConcurrentCompileTasksを変更してもビルド速度に影響が出なかっため調べてみました。
  • iMac 2017との比較結果は以下です。

比較対象のMac

  • iMac (Retina 5K, 27-inch, 2017) Intel Core i7-7700K 4200 MHz (4 cores)
  • iMac (Retina 5K, 27-inch, 2019) Intel Core i9-9900K 3600 MHz (8 cores)

結果

CPU ビルドシステム 最大スレッド数 ビルド時間 Compile C Compile Swift
i7-7700K Legacy 4 267.478 460.486 431.874
i7-7700K Legacy 8 241.329 745.896 725.248
i7-7700K New 4 258.462 727.819 713.259
i7-7700K New 8 264.116 749.004 727.603
i9-9900K Legacy 8 153.421 491.378 422.904
i9-9900K Legacy 16 153.310 827.944 662.014
i9-9900K New 8 142.984 809.148 636.419
i9-9900K New 16 143.610 822.892 652.259
  • i9-9900Kはi7-7700Kの1.6〜1.8倍程度の高速化となりました。
  • i7-7700Kだと4スレッドから8スレッド(Hyper-Threading)に変更すると平均して10%くらい速くなっていました。ただi9-9900Kだとスレッド数を増やしても8スレッド以上はほぼ同じ結果になっていましたが、これは1コアのリソースを使い切ってしまいHyper-Threadingでパフォーマンスが向上する余地がなかったということなんですかね…? Hyper-Threadingを使いたくてi9-9900Kにしたので少し残念でした。
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