マイクロソフトがWindows 11の更新サイズを40%削減した方法を説明

6月の公式発表の際、マイクロソフトはWindows 10に比べてWindows Updateが40%小さく、より効率的になることを約束しました。これらの更新は主にバックグラウンドで行われ、フロントエンドユーザーにシームレスな体験を提供します。

約束を守るために、マイクロソフトはWindows 11の品質更新のサイズを40%削減しました。現在、同社は新しい圧縮技術を使用して目標を達成した方法をブログ投稿で説明しています。

「Windowsのセキュリティと品質修正の速いペースに伴い、この大量の更新コンテンツを配布するにはかなりの帯域幅が必要です。このネットワーク転送を削減することは、素晴らしい体験のために重要です。さらに、遅いネットワークのユーザーは、パッケージをダウンロードできない場合、最新のセキュリティ修正を適用するのが難しいことがあります。」とマイクロソフトのソフトウェアエンジニア、ジョナサン・レディはブログ投稿で述べています。

「高速ブロードバンドへのアクセスが限られている地方コミュニティに加え、ハイブリッドおよびリモートワークは、多くの企業にとって更新配布の複雑さを増しています。デバイスに更新を配布するための高速内部ネットワークがない場合、企業は仮想プライベートネットワークとリモートワーカーの自宅のインターネット接続に依存する必要があります。ネットワークトラフィックを最小限に抑えることで、セキュリティパッチの速度が向上し、リモートワーカーをどこにいても保護します。」

Windows 10、バージョン1809以降、Windowsサービスはペアの前方および逆差分圧縮を使用しています。前方および逆差分を利用することで、OSはサービス中に中間状態として基本バージョンに戻ることができます。

前方および逆差分はその機能において対称ですが、その内容は主に異なっているため、共有および異なる内容を含む双方向デルタは、前方および逆差分のペアよりも大幅に小さくはなりません。

前方および逆デルタのデータは主に異なるため、ペアの前方および逆デルタに対して双方向デルタから得られる効率はほとんどありません。

マイクロソフトは、これらの変換とパッチがデルタ適用ステップによって「観察」され、効率的に逆デルタ（n->0）に再エンコードできることを発見しました。これにより、ペアのデルタアプローチで逆デルタを配布する必要がなくなります。

その結果、レドモンドの巨人は仮想アドレスの組み立てに「逆更新データ生成」アプローチを使用しました。

「マッピングは、プログラムのアセンブリコードのバイトごとの逆アセンブルを実行し、仮想アドレスを特定することによって機能します。仮想アドレスは、アセンブリコード関数のエントリポイントに論理的に対応し、アセンブリコードが修正で更新されるとシフトします。これらのシフトはデルタエンジンによって観察され、マッピングテーブルにキャプチャされます。デルタ適用時のマッピングプロセスは、これらの変更のアドレスを正規化し、現代のアーキテクチャに基づいたデルタアルゴリズムが非常に効率的である理由の大部分を占めています。」とレディは付け加えました。

「基本的なパッチ指示と同様に、これらの変換は「観察」され、逆転できます。すべてのマッピングが1:1ではないため、わずかなオーバーヘッドがあります。また、前方マッピングが観察された逆マッピングと衝突する場合、マッピングを整列させるために追加のパッチ指示を使用する必要があります。これはインプレースで行うことができ、逆マッピングはサーバーで行われたデルタ生成からの直接マッピングとほぼ同じパフォーマンスを提供します。」

マイクロソフトによると、Windows 11における「逆更新データ生成」アプローチにより、更新サイズが40%削減されました。これにより、顧客は最新の状態を保ち、安全でいるためにダウンロードする量が少なくて済むようになります。