linux物理机设置 CPU Performance 模式
2021-05-14 tech linux 6 mins 4 图 2209 字
背景
CPU 动态节能技术用于降低服务器功耗，通过选择系统空闲状态不同的电源管理策略，可以实现不同程度降低服务器功耗，更低的功耗策略意味着 CPU 唤醒更慢对性能影响更大。
对于对时延和性能要求高的应用，需要在服务器 BIOS 中修改电源管理为 Performance，从而关闭 CPU 的动态调节功能，禁止 CPU 休眠，把 CPU 频率固定到最高。
更多关于主机电源管理的内容，可以参考我前一篇文章《一些 bios 配置优化的备忘》— C-State P-State。我们既可以在bios进行设置，也可以在OS进行设置。具体到 linux 操作系统，就是通过 cpufreq 进行配置。
查看 CPU 主频 与 实际的运行主频
grep -E '^model name|^cpu MHz' /proc/cpuinfo
在我本机可以看到，主频与实际运行的主频是不一致的：
时间1：
时间二：
cpufreq 的五种模式
cpufreq 是一个动态调整 cpu 频率的模块，系统启动时生成一个文件夹 /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/，里面有几个文件，其中 scaling_min_freq 代表最低频率，scaling_max_freq 代表最高频率，scalin_governor 代表 cpu 频率调整模式，用它来控制 CPU 频率。
# 查看当前的调节器
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
conservative
- performance: 顾名思义只注重效率，将 CPU 频率固定工作在其支持的最高运行频率上，而不动态调节。
- Userspace: 最早的 cpufreq 子系统通过 userspace governor 为用户提供了这种灵活性。系统将变频策略的决策权交给了用户态应用程序，并提供了相应的接口供用户态应用程序调节 CPU 运行频率使用。也就是长期以来都在用的那个模式。可以通过手动编辑配置文件进行配置
- powersave: 将 CPU 频率设置为最低的所谓 “省电” 模式，CPU 会固定工作在其支持的最低运行频率上。因此这两种 governors 都属于静态 governor，即在使用它们时 CPU 的运行频率不会根据系统运行时负载的变化动态作出调整。这两种 governors 对应的是两种极端的应用场景，使用 performance governor 是对系统高性能的最大追求，而使用 powersave governor 则是对系统低功耗的最大追求。
- ondemand: 按需快速动态调整 CPU 频率， 一有 cpu 计算量的任务，就会立即达到最大频率运行，等执行完毕就立即回到最低频率；ondemand：userspace 是内核态的检测，用户态调整，效率低。而 ondemand 正是人们长期以来希望看到的一个完全在内核态下工作并且能够以更加细粒度的时间间隔对系统负载情况进行采样分析的 governor。 在 ondemand governor 监测到系统负载超过 up_threshold 所设定的百分比时，说明用户当前需要 CPU 提供更强大的处理能力，因此 ondemand governor 会将 CPU 设置在最高频率上运行。但是当 ondemand governor 监测到系统负载下降，可以降低 CPU 的运行频率时，到底应该降低到哪个频率呢？ ondemand governor 的最初实现是在可选的频率范围内调低至下一个可用频率，例如 CPU 支持三个可选频率，分别为 1.67GHz、1.33GHz 和 1GHz ，如果 CPU 运行在 1.67GHz 时 ondemand governor 发现可以降低运行频率，那么 1.33GHz 将被选作降频的目标频率。
- conservative: 与 ondemand 不同，平滑地调整 CPU 频率，频率的升降是渐变式的, 会自动在频率上下限调整，和 ondemand 的区别在于它会按需分配频率，而不是一味追求最高频率；
设置 performance
for CPUFREQ in /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor; do
[ -f $CPUFREQ ] || continue
echo -n performance > $CPUFREQ
done
再查看当前调节器
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
最后确认 cpu 主频已定格在最高频率，发现已全部运行在最高频率。
grep -E '^model name|^cpu MHz' /proc/cpuinfo
注意
这个配置重启后会失效。如果需要持久化，可以设置开机自动运行本命令，或通过修改bios配置达到目的。