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CPU节能模式导致linux操作系统宕机的解决办法

有台HP DL380 G6服务器,安装有redhat linux as5.6 64位操作系统,安装好操作系统后,服务器有时出现宕机现象,每次重启后都恢复正常,经查看日志发现有CPU frequency相关的信息,根据该信息可以看出CPU不支持频率调整,需要设置“CPUFREQ_ENABLED=no”和“SUSPEND2RAM_FORCE=yes”的参数。

经过分析可以看出宕机现象是由服务器上CPU的节能模式引起,解决的办法就是在BIOS中关闭CPU的节能模式,或者修改cpufreq的配置参数:
#vi /etc/powersave/cpufreq
CPUFREQ_ENABLED=”no”
重启/etc/init.d/powersave即可。

cpufreq技术:

在cpufreq中内置了5种策略:performance、powersave、userspace、ondemand、conservation。默认采用ondemand策略,在该策略里每80个毫秒就采集一次cpu的使用率,同时假设前后两次cpu使用率是相同的。通过前一次的cpu使用率推出后一个cpu使用率,完了进行频率设置。所以就总的思想来说还不是很难理解。

变频技术是指CPU硬件本身支持在不同的频率下运行,系统在运行过程中可以根据随时可能发生变化的系统负载情况动态在这些不同的运行频率之间进行切换,从而达到对性能和功耗做到二者兼顾的目的。

虽然多个处理器生产厂家都提供了对变频技术的支持,但是其硬件实现和使用方法必然存在着细微甚至巨大的差别。这就使得每个处理器生产厂家都需要按照其特殊的硬件实现和使用方法向内核中添加代码,从而让自己产品中的变频技术在 Linux 中得到支持和使用。然而,这种内核开发模式所导致的后果是各个厂家的实现代码散落在 Linux 内核代码树的各个角落里,各种不同的实现之间没有任何代码是共享的,这给内核的维护以及将来添加对新的产品的支持都带来了巨大的开销,并直接导致了cpufreq 内核子系统的诞生。

管理策略:

Linux内部共有五种对频率的管理策略userspace,conservative,ondemand,powersave和 performance

1.performance :CPU会固定工作在其支持的最高运行频率上;

2.powersave :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 体现的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。

3.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。 (可以使用Dominik 等人开发了 cpufrequtils工具包 )

4.ondemand :userspace是内核态的检测,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。当CPU有负载的时候选用最大的主频,当CPU空闲的时候一步步降低.

5.conservative : 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。即根据CPU使用情况进行升或降频,这种降频策略的主导思想是尽量减小对系统性能的负面影响,从而不会使得系统性能在短时间内迅速降低以影响用户体验。

但是在 ondemand governor 的这种最初实现版本在社区发布后,大量用户的使用结果表明这种担心实际上是多余的, ondemand governor 在降频时对于目标频率的选择完全可以更加激进。因此最新的 ondemand governor 在降频时会在所有可选频率中一次性选择出可以保证 CPU 工作在 80% 以上负荷的频率,当然如果没有任何一个可选频率满足要求的话则会选择 CPU 支持的最低运行频率。大量用户的测试结果表明这种新的算法可以在不影响系统性能的前提下做到更高效的节能。在算法改进后, ondemand governor 的名字并没有改变,而 ondemand governor 最初的实现也保存了下来,并且由于其算法的保守性而得名 conservative 。

Ondemand降频更加激进,conservative降频比较缓慢保守,事实使用ondemand的效果也是比较好的。和ondemand管理器不同的是,在CPU负载高的时候conservative 并不直接跳上最高的主频,而是采用步进的方式来升高主频。

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