El proyecto zlib-rs está redefiniendo el rendimiento de las bibliotecas críticas mediante el empleo de instrucciones SIMD, mientras refuerza la seguridad gracias al uso de Rust. La Fundación Trifecta Tech, con su enfoque en mejorar la infraestructura de código abierto, ha puesto su atención en la compresión de datos con una versión alternativa y más segura del popular zlib, originalmente escrito en C.
Con la ralentización de la Ley de Moore, los fabricantes han optado por optimizar el uso de instrucciones en vez de aumentar la frecuencia de los procesadores. Así, SIMD (Single Instruction, Multiple Data) ha ganado protagonismo, permitiendo realizar operaciones vectoriales, como sumas y comparaciones, de manera masiva en arquitecturas como x86_64 y ARM NEON.
Un ejemplo del impacto de estas optimizaciones se encuentra en la función slide_hash_chain de zlib-rs, que ajusta índices de una tabla durante la compresión. A pesar de que Rust ya realiza autovectorización, Trifecta mejoró aún más el código mediante bloques de 32 y 64 elementos. Esto no solo refuerza la portabilidad, sino también el rendimiento al utilizar AVX2 en arquitecturas modernas.
Adicionalmente, la función compare256 ha sido optimizada gracias a SIMD. En lugar de realizar comparaciones byte a byte, la nueva versión compara 16 bytes simultáneamente, resultando en un incremento de rendimiento hasta diez veces superior.
Trifecta ofrece versiones genéricas y optimizadas de cada función, seleccionadas en tiempo de ejecución para una mejor compatibilidad y rendimiento, sin fragmentar sus binarios. Rust, con su modelo de seguridad en compilación, elimina muchos errores comunes en C, como desbordamientos de búfer, combinándolo con las capacidades de SIMD para lograr una biblioteca más rápida y robusta.
En busca de ampliar su impacto, Trifecta trabaja también en bzip2-rs y busca financiamiento para abordar implementaciones seguras en Rust de otras bibliotecas como zstd y xz.
Este esfuerzo demuestra que el camino hacia una infraestructura más segura y eficiente pasa por el uso de lenguajes modernos como Rust y por maximizar el potencial del hardware actual, estableciendo un nuevo estándar en el desarrollo de bibliotecas críticas para el futuro.
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