.. _cpu_frequency_governor: ====================== CPU频率调节器 ====================== cpupower =============== - 在 :ref:`debian` 平台通过以下命令安装 ``cpupower`` 工具包: .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/apt_install_cpupower :caption: 在 :ref:`debian` 中安装 ``cpupower`` cpufreq governor =================== - 检查 cpufreq governor : .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/cpupower_frequency-info :language: bash :caption: cpupower frequency-info 命令检查CPU主频伸缩策略 .. note:: Ubuntu系统需要安装 ``linux-tools-common`` 软件包，然后执行 ``cpupower`` 命令会提示你按照内核版本安装对应工具包，例如我当前运行内核 ``5.4.0-121-generic`` ，提示安装 ``linux-tools-5.4.0-121-generic`` 在我的 :ref:`hpe_dl360_gen9` 服务器上，输出案例: .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/cpupower_frequency-info_output :language: bash :caption: cpupower frequency-info 命令输出案例 Linux内核支持的cpufreq调节器 ============================== .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/cpufreq_governor.csv :language: bash :caption: Linux内核支持的cpufreq调节器种类 要人工调整处理器主频，则需要采用 ``userspace`` governor，否则设置时候会报错 当使用 ``userspace`` governor时，可以通过如下命令设置某个处理器的主频(案例是cpu 0):: cpufreq-set -c 0 -f 3100000 注意， cpufreq驱动可能只支持部分cpufreq governor。例如 Intel :ref:`cpu_p-state` 就只支持 ``performance`` 和 ``powersave`` 调节器。所以，此时只能切换这两者之一 修改cpufreq governor ========================= - 直接通过 ``sys`` 文件系统可以单独对每个CPU核心调整不同的 cpufreq governor ，例如以下命令只调整 cpu 0 的 cpufreq governor:: echo performance > /sys/devices/system/cpu/cpufreq/policy0/scaling_governor 此时检查:: cpupower monitor -m Mperf 会看到(我的CPU是 ``Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2670 v3 @ 2.30GHz`` ):: | Mperf PKG|CORE| CPU| C0 | Cx | Freq 0| 0| 0| 3.11| 96.89| 2268 0| 0| 24| 11.91| 88.09| 2234 0| 1| 1| 11.67| 88.33| 1250 0| 1| 25| 6.88| 93.12| 1240 0| 2| 2| 0.95| 99.05| 1201 0| 2| 26| 6.48| 93.52| 1209 ... 注意看，这里只有 cpu core 0 (启用超线程时，对应core 0的是CPU 0和24)显示主频提升到 ``2.2GHz`` ，而其他CPU核心的主频依然处于 ``powersave`` 的cpufreq governor下，所以主频只有 ``1.2GHz`` - 现在我们使用 :ref:`simulate_load` ``stress`` 来测试CPU:: stress -c 48 -v -t 120s 这里将48个CPU都压满 然后检查 ``cpupower monitor -m Mperf`` 输出如下:: | Mperf PKG|CORE| CPU| C0 | Cx | Freq 0| 0| 0| 99.83| 0.17| 2596 0| 0| 24| 99.86| 0.14| 2596 0| 1| 1| 99.83| 0.17| 2596 0| 1| 25| 99.86| 0.14| 2596 0| 2| 2| 99.83| 0.17| 2596 0| 2| 26| 99.86| 0.14| 2596 ... 这里看到所有CPU都运行在 ``2.6GHz`` 频率，这说明不管是 ``performance`` 还是 ``powersave`` 的cpufreq governor，在压力下都会达到处理器的最高频率。区别在于 ``performance`` 策略下，默认空闲状态就是较高频率，所以在压力下会更快运行在最高频率。这样对于应用看来，就是响应更快(更快运行在全速状态) 但是，在这里你看到的 ``2.6GHz`` 却不是处理器物理限制的最高频率: 该处理器物理限制频率是 ``3.1GHz`` 。也就是说，我们还没有释放出处理器的最高性能。不过，这里的 ``2.6GHz`` 已经是开启了 ``turbo`` 模式，可以从:: cat /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo 看到默认值是 ``0`` ，也就是关闭 ``no_turbo`` ，相当于启用 ``turbo`` 。 如果 ``echo 1 > /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo`` 关闭 ``turbo`` ，则压力下处理器主频会降低，对于我的 ``Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2670 v3 @ 2.30GHz`` 在没有启用Trubo时候，最高主频只有 ``2.3GHz`` 。 性能设置 --------- - 启用全面的Performance策略: .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/frequency-set_performance_governor :caption: 设置 ``performance`` governor 此时会看到所有cpu都滚动一遍设置:: Setting cpu: 0 Setting cpu: 1 Setting cpu: 2 Setting cpu: 3 ... 然后检查 ``cpupower monitor -m Mperf`` 输出如下:: | Mperf PKG|CORE| CPU| C0 | Cx | Freq 0| 0| 0| 2.25| 97.75| 2345 0| 0| 24| 2.83| 97.17| 2495 0| 1| 1| 0.37| 99.63| 2271 0| 1| 25| 2.47| 97.53| 2509 0| 2| 2| 0.29| 99.71| 2258 0| 2| 26| 5.23| 94.77| 2585 ... 可以看到即使系统压力不大，所有运行程序的处理器核心频率都在 ``2.3GHz ~ 2.6GHz`` 之间，基本上就是最高主频了 节电设置 ------------- 如果对性能没有强要求，但是需要节约电能，则可以设置 ``powersave`` governor: .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/frequency-set_powersave_governor :caption: 设置 ``powersave`` governor 冲击最高主频 ================= 你会看到不管是 ``Performance`` 和 ``Powersave`` 的cpufreq governor，都没有出现在运行压力的情况下出现 ``hardware limits`` 的极限主频 ``3.1 GHz`` ，而只达到 ``2.6 GHz`` 。这似乎没有达到预期... 此时需要结合 :ref:`intel_turbo_boost_pstate` 永久性cpufreq governor设置 =========================== 系统安装了 ``cpufrequtils`` 软件包之后，就可以通过脚本配置在启动时自动设置好对应的 ``cpufreq governer`` : - ``/etc/init.d/cpufrequtils`` 脚本在启动时执行，这个脚本(简单看一下就明白)非常简单，其中关于默认 ``cpufreq governer`` 有如下脚本命令: .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/cpufrequtils :language: bash :caption: ``/etc/init.d/cpufrequtils`` 脚本 :emphasize-lines: 7 可以看到参数变量可以在 ``/etc/default/cpufrequtils`` 中设置，所以执行以下命令将默认 ``cpufreq governer`` 调整为 ``powersave`` : .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/cpufrequtils_default_powersave :language: bash :caption: 设置默认 ``powersave`` 的 ``cpufreq governer`` 当然，当前运行状态也要设置(不用重启): .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/cpupower_frequency-set_powersave :language: bash :caption: 设置当前运行的 ``cpufreq governer`` .. _debian_governor: :ref:`debian` governor ========================== 在 :ref:`debian` 系(例如 ``Raspberry Pi OS`` )，通过配置 ``/etc/default/cpu_governor`` 就能够设置系统默认的 CPU governor .. literalinclude:: cpu_frequency_governor/cpu_governor :caption: :ref:`debian` 系列设置启动的 CPU governor :emphasize-lines: 6 参考 ====== - `arch linux: CPU frequency scaling `_ - `CPU Frequency utility `_ - `How to permanently set CPU power management to the powersave governor? `_