36 ホストでのCPU固定 #
CPUピニング（プロセッサアフィニティとも呼ばれます）は、プロセスやスレッドを特定のCPUコアにバインドし、オペレーティングシステムのスケジューラによる移動を防ぐ手法です。プロセスが常に同じコアで実行されるようにすることで、そのコアのキャッシュメモリに残っているデータへのアクセスが高速になるという利点があります。この手法は、ハイパフォーマンスコンピューティング環境で一般的であり、パフォーマンスを劇的に向上させ、オーバーヘッドを削減します。
36.1 TuneDによるCPUの分離 #
`tuned`は、さまざまな定義済みプロファイルを使用してパフォーマンスを最適化するためにシステムの状態を監視するシステムチューニングツールです。重要な機能として、リアルタイムアプリケーションなどの特定のワークロードに対してCPUコアを分離する機能があります。これにより、OSがこれらのコアを使用することを防ぎ、レイテンシが増加する可能性を抑えます。
この機能を有効にして設定するには、まず分離したいCPUコア用のプロファイルを作成する必要があります。この例では、64個のコアのうち、60個のコア（1-30,33-62）をアプリケーション専用とし、残りの4個のコアをハウスキーピング用に使用します。分離されたCPUの設計は、リアルタイムアプリケーションに大きく依存することに注意してください。
$ echo "export tuned_params" >> /etc/grub.d/00_tuned
$ echo "isolated_cores=1-30,33-62" >> /etc/tuned/cpu-partitioning-variables.conf
$ tuned-adm profile cpu-partitioning
Tuned (re)started, changes applied.36.2 カーネル引数によるCPUの分離 #
次に、CPUコアを分離し、CPU使用率に関するその他の重要なパラメータを設定するために、GRUBオプションを変更する必要があります。 以下のオプションは、現在のハードウェア仕様に合わせてカスタマイズすることが重要です。
| パラメータ」 | 値 | description |
|---|---|---|
isolcpus | domain,nohz,managed_irq,1-30,33-62 | コア1～30および33～62を分離します。`domain`は、これらのCPUが分離ドメインの一部であることを示します。`nohz`は、これらの分離されたCPUがアイドル状態のときにティックレス動作を有効にし、割り込みを削減します。`managed_irq`は、固定されたCPUがIRQのターゲットにならないように分離します。これは、すでにほとんどのIRQをハウスキーピングコアに振り向けている`irqaffinity=0-7`を考慮に入れています。 |
skew_tick | 1 | このオプションにより、カーネルは分離されたCPU間でタイマー割り込みをスキュー（ずらすこと）できます。 |
nohz | on | 有効にすると、カーネルの周期的なタイマー割り込み（「ティック」）が、アイドル状態の任意のCPUコアで停止します。これは主にハウスキーピングCPU（ |
nohz_full | 1-30,33-62 | 分離されたコアの場合、これはCPUが単一のアクティブなタスクを実行しているときでもティックを停止します。これは、CPUをフルティックレスモード（または「dyntick」）で実行することを意味します。カーネルは、実際に必要な場合にのみタイマー割り込みを発生させます。 |
rcu_nocbs | 1-30,33-62 | このオプションは、指定されたCPUコアからRCUコールバック処理をオフロードします。 |
rcu_nocb_poll | このオプションが設定されている場合、no-RCU-callback CPUは、他のCPUによって明示的にウェイクアップされるのではなく、コールバック処理が必要かどうかを定期的にポーリングして確認します。これにより、割り込みオーバーヘッドを削減できます。 | |
irqaffinity | 0,31,32,63 | このオプションにより、カーネルはハウスキーピングコアに対して割り込みを実行できるようになります。 |
アイドル | ポーリング | これによりアイドル状態からの復帰レイテンシは最小限に抑えられますが、アイドルスレッドでCPUをフルスピードで動作させ続けるという代償が伴います。 |
nmi_watchdog | 0 | このオプションはNMIウォッチドッグのみを無効にします。`nowatchdog`が設定されている場合は、これを省略できます。 |
nowatchdog | このオプションは、タイマーハード割り込みコンテキストで実行されるタイマーとして実装されているソフトロックアップウォッチドッグを無効にします。 |
次のコマンドはGRUB設定を変更し、前述の変更を次回の起動時に適用します。
`/etc/default/grub`ファイルを上記のパラメータで編集すると、ファイルは次のようになります。
GRUB_CMDLINE_LINUX="BOOT_IMAGE=/boot/vmlinuz-6.4.0-9-rt root=UUID=77b713de-5cc7-4d4c-8fc6-f5eca0a43cf9 skew_tick=1 rd.timeout=60 rd.retry=45 console=ttyS1,115200 console=tty0 default_hugepagesz=1G hugepagesz=1G hugepages=40 hugepagesz=2M hugepages=0 ignition.platform.id=openstack net.ifnames=1 intel_iommu=on iommu=pt irqaffinity=0,31,32,63 isolcpus=domain,nohz,managed_irq,1-30,33-62 nohz_full=1-30,33-62 nohz=on mce=off nosoftlockup nowatchdog nmi_watchdog=0 quiet rcu_nocb_poll rcu_nocbs=1-30,33-62 rcupdate.rcu_cpu_stall_suppress=1 rcupdate.rcu_expedited=1 rcupdate.rcu_normal_after_boot=1 rcupdate.rcu_task_stall_timeout=0 rcutree.kthread_prio=99 security=selinux selinux=1 idle=poll"GRUB設定を更新します。
$ transactional-update grub.cfg
$ reboot再起動後にパラメータが適用されたことを確認するには、次のコマンドを使用してカーネルコマンドラインを確認できます。
$ cat /proc/cmdlineCPU設定を調整するために使用できる別のスクリプトがあり、基本的には次の手順を実行します。
CPUガバナーを`performance`に設定します。
分離されたCPUへのタイマー移行を解除します。
kdaemonスレッドをハウスキーピングCPUに移行します。
分離されたCPUのレイテンシを可能な限り低い値に設定します。
vmstatの更新を300秒に遅延させます。
スクリプトは SUSE Telco Cloud Examplesリポジトリで入手できます。