Modulare il funzionamento di una CPU: differenze tra le versioni

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Conoscendo tali valori è possibile impostare coerentemente i valori massimo e minimo con i seguenti comandi
Conoscendo tali valori è possibile impostare coerentemente i valori massimo e minimo con i seguenti comandi
<pre>
<pre>
$ echo valore > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_max_freq<br/>
$ echo valore > /sys/devices/system/cpu/*/cpufreq/scaling_max_freq<br/>
$ echo valore > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_min_freq
$ echo valore > /sys/devices/system/cpu/*/cpufreq/scaling_min_freq
</pre>
</pre>
Ad esempio per impostare una frequenza minima di 1,2 GHz:
Si noti la presenza del carattere "*" nelle due precedenti righe di comando, che implica la selezione di tutti i core della propria CPU. Qualora si desiderasse selezionare uno specifico core è sufficiente sostituire "*" con "cpuX", dove è 0<=X<=(N-1) e N il numero di core della CPU (nel caso di un dual core si avrebbe dunque una "cpu0" ed una "cpu1"). Per impostare ad esempio una frequenza minima di 1,2 GHz del primo core basterebbe digitare:
<pre>$ echo 1200000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_min_freq</pre>
<pre>$ echo 1200000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_min_freq</pre>
visto che come già scritto le frequenze devono essere specificate in [kHz]. Impostare manualmente il massimo e il minimo ha senso solo se:
visto che come già scritto le frequenze devono essere specificate in [kHz]. Impostare manualmente il massimo e il minimo ha senso solo se:
# la modalità di funzionamento scelta (si veda più avanti) permette di variare la frequenza di funzionamento;
# la modalità di funzionamento scelta (si veda più avanti) permette di variare la frequenza di funzionamento;
# la propria CPU supporta almeno tre distinte frequenze di funzionamento, cosa non sempre vera nel caso di processori desktop. A titolo d'esempio le CPU Intel Core Duo 2 e Celeron D supportano in genere solo due differenti frequenze, le CPU Athlon X2 tre e la CPU sempron 145 quattro.<br/>
# la propria CPU supporta almeno tre distinte frequenze di funzionamento, cosa non sempre vera nel caso di processori desktop. A titolo d'esempio le CPU Intel Core Duo 2 e Celeron D supportano in genere solo due differenti frequenze, le CPU Athlon X2 tre e la CPU sempron 145 quattro. Le CPU per portatili invece supportano in genere almeno quattro distinte frequenze.<br/>
Per visualizzare l'elenco delle modalità disponibili digitare
<pre>cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors</pre>
che restituirà un output del tipo
<pre>conservative userspace powersave ondemand performance</pre>
Per determinare quello attualmente in uso:
<pre>cat /sys/devices/system/cpu/*/cpufreq/scaling_governor</pre>
Per impostare ad esempio la modalità ''conservative'' in tutti i core:
<pre>echo conservative > /sys/devices/system/cpu/*/cpufreq/scaling_governor</pre>
'''NOTA BENE''': la sintassi dei comandi per visualizzare e modificare i valori dei vari parametri elencati nel seguito è sempre la stessa, ovvero:
'''NOTA BENE''': la sintassi dei comandi per visualizzare e modificare i valori dei vari parametri elencati nel seguito è sempre la stessa, ovvero:
<pre>$ cat percorso_parametro/parametro</pre>
<pre>$ cat percorso_parametro/parametro</pre>
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<pre># echo valore > percorso_parametro/parametro</pre>
<pre># echo valore > percorso_parametro/parametro</pre>
Si osservi che le modifiche effettuate restano valide solo fino al successivo riavvio del sistema (vedere più avanti per come rendere permanenti le modifiche).<br/>
Si osservi che le modifiche effettuate restano valide solo fino al successivo riavvio del sistema (vedere più avanti per come rendere permanenti le modifiche).<br/>
Per visualizzare l'elenco delle modalità disponibili digitare
 
<pre>cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors</pre>
che restituirà un output del tipo
<pre>conservative userspace powersave ondemand performance</pre>
Tralasciando ''userspace'' si descrivono qui di seguito le altre modalità:
Tralasciando ''userspace'' si descrivono qui di seguito le altre modalità:
*'''Conservative''': questa modalità prevede un funzionamento normale con frequenza pari alla frequenza minima ammissibile, mentre quando si verifica un incremento del carico di lavoro richiesto la frequenza viene aumentata gradualmente fino al valore massimo. Per questi motivi la presente modalità risulta idonea per quei computer alimentati da una batteria, come i portatili. Il percorso della modalità è '''<code>/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/conservative/</code>''', mentre i parametri configurabili sono:
*'''Conservative''': questa modalità prevede un funzionamento normale con frequenza pari alla frequenza minima ammissibile, mentre quando si verifica un incremento del carico di lavoro richiesto la frequenza viene aumentata gradualmente fino al valore massimo. Per questi motivi la presente modalità risulta idonea per quei computer alimentati da una batteria, come i portatili. Il percorso della modalità è '''<code>/sys/devices/system/cpu/*/cpufreq/conservative/</code>''', mentre i parametri configurabili sono:
**''<code>scaling_max_freq</code>'' e ''<code>scaling_min_freq</code>'', già descritti.
**''<code>scaling_max_freq</code>'' e ''<code>scaling_min_freq</code>'', già descritti.
**''<code>sampling_rate</code>'', l'attuale frequenza di campionamento del carico della CPU in microsecondi [10^(-6)*s];
**''<code>sampling_rate</code>'', l'attuale frequenza di campionamento del carico della CPU in microsecondi [10^(-6)*s];
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**''<code>freq_step</code>'', l'incremento/decremento percentuale adottato dal kernel nelle condizioni descritte sopra; posto di chiamare tale valore 'K' dovrà essere 0<K<100 con K intero (di fatto imopstare un valore nullo equivale a impedire ogni incremento di frequenza). Esempio: impostando un valore di <code>freq_step</code> pari a 5 la frequenza della CPU sarà aumentata del 5% ogni volta che il valor medio percentuale del carico è superiore a quello definito <code>up_treshold</code>; supponendo quindi di partire da un valore di 72 la frequenza sarà portata (sempre in percentuale) prima a 77, poi a 82, poi a 87, ecc. Risulta quindi molto importante la definizione del valore di <code>sampling_rate</code>, se infatti questo è impostato su un valore dell'ordine dei millisecondi è evidente che la frequenza della CPU incrementerà per ogni minima sciocchezza annullando del tutto o parzialmente i benefici della modalità in oggetto, ovvero una riduzione dei consumi energetici (il valore predefinito in questa modalità è 0,6 s, almeno nel caso di chi scrive);
**''<code>freq_step</code>'', l'incremento/decremento percentuale adottato dal kernel nelle condizioni descritte sopra; posto di chiamare tale valore 'K' dovrà essere 0<K<100 con K intero (di fatto imopstare un valore nullo equivale a impedire ogni incremento di frequenza). Esempio: impostando un valore di <code>freq_step</code> pari a 5 la frequenza della CPU sarà aumentata del 5% ogni volta che il valor medio percentuale del carico è superiore a quello definito <code>up_treshold</code>; supponendo quindi di partire da un valore di 72 la frequenza sarà portata (sempre in percentuale) prima a 77, poi a 82, poi a 87, ecc. Risulta quindi molto importante la definizione del valore di <code>sampling_rate</code>, se infatti questo è impostato su un valore dell'ordine dei millisecondi è evidente che la frequenza della CPU incrementerà per ogni minima sciocchezza annullando del tutto o parzialmente i benefici della modalità in oggetto, ovvero una riduzione dei consumi energetici (il valore predefinito in questa modalità è 0,6 s, almeno nel caso di chi scrive);
**''<code>ignore_nice_load</code>'', può assumere solo due valori, cioè 0 (disattivato) e 1 (attivato). Qualora attivato questo parametro esclude dal computo dell'attuale carico della CPU tutti quei processi classificati come ''nice'' (ignoro tuttavia come ciò possa essere fatto). Questo parametro potrebbe risultare interessante per esempio nel caso di quelle computazioni numerico di cui risulta poco importante il tempo di completamento, dove magari non cambia nulla se invece di 20 minuti l'operazione impiega un'ora a terminare.
**''<code>ignore_nice_load</code>'', può assumere solo due valori, cioè 0 (disattivato) e 1 (attivato). Qualora attivato questo parametro esclude dal computo dell'attuale carico della CPU tutti quei processi classificati come ''nice'' (ignoro tuttavia come ciò possa essere fatto). Questo parametro potrebbe risultare interessante per esempio nel caso di quelle computazioni numerico di cui risulta poco importante il tempo di completamento, dove magari non cambia nulla se invece di 20 minuti l'operazione impiega un'ora a terminare.
*'''Ondemand''': è la modalità di funzionamento predefinita ed è molto simile alla precedente, ma invece di privilegiare il risparmio energetico migliora le prestazioni. La differenza fondamentale è costituita dall'incremento di frequenza, che in questo caso non può essere regolata ed è pari al 100%, ovvero non appena si raggiunge il carico medio definito in <code>up_threshold</code> la frequenza della CPU schizza al valore massimo. Dopo un certo intervallo di tempo in cui la percentuale di carico scende sotto il valore di riferimento la frequenza di funzionamento viene immediatamente riportata al valore minimo. Il percorso della modalità è '''<code>/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/ondemand/</code>''', mentre i parametri configurabili sono (si omette ogni spiegazione degli stessi poiché identica a quella fornita al punto precedente):
*'''Ondemand''': è la modalità di funzionamento predefinita ed è molto simile alla precedente, ma invece di privilegiare il risparmio energetico migliora le prestazioni. La differenza fondamentale è costituita dall'incremento di frequenza, che in questo caso non può essere regolata ed è pari al 100%, ovvero non appena si raggiunge il carico medio definito in <code>up_threshold</code> la frequenza della CPU schizza al valore massimo. Dopo un certo intervallo di tempo in cui la percentuale di carico scende sotto il valore di riferimento la frequenza di funzionamento viene immediatamente riportata al valore minimo. Il percorso della modalità è '''<code>/sys/devices/system/cpu/*/cpufreq/ondemand/</code>''', mentre i parametri configurabili sono (si omette ogni spiegazione degli stessi poiché identica a quella fornita al punto precedente):
**''<code>scaling_max_freq</code>'' e ''<code>scaling_min_freq</code>'';
**''<code>scaling_max_freq</code>'' e ''<code>scaling_min_freq</code>'';
**''<code>sampling_rate</code>'';.
**''<code>sampling_rate</code>'';.
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**''<code>ignore_nice_load</code>''.
**''<code>ignore_nice_load</code>''.
*'''Performance''': con questa modalità la CPU funziona sempre alla frequenza massima, a prescindere dal carico reale della stessa, quindi oltre a consumi elettrici maggiori si ha anche un maggior riscaldamento della CPU stessa. Prima di selezionare questa modalità si ricordi che con la modalità ''ondemand'' la frequenza non decresce dal valore massimo istantanemente, pertanto se il livello di carico rimane costante, o oscilla tra i valori massimo e minimo rapidamente, le prestazioni offerte dalla presente modalità risultano del tutto equivalenti a quelle fornite da ''ondemand''. Probabilmente tale modalità risulta utile in quelle situazioni dove il carico di lavoro oscilla frequentemente, ma non troppo rapidamente, tra valori molto alti e valori molto bassi, con la conseguenza di avere numerose variazioni di frequenza della CPU.
*'''Performance''': con questa modalità la CPU funziona sempre alla frequenza massima, a prescindere dal carico reale della stessa, quindi oltre a consumi elettrici maggiori si ha anche un maggior riscaldamento della CPU stessa. Prima di selezionare questa modalità si ricordi che con la modalità ''ondemand'' la frequenza non decresce dal valore massimo istantanemente, pertanto se il livello di carico rimane costante, o oscilla tra i valori massimo e minimo rapidamente, le prestazioni offerte dalla presente modalità risultano del tutto equivalenti a quelle fornite da ''ondemand''. Probabilmente tale modalità risulta utile in quelle situazioni dove il carico di lavoro oscilla frequentemente, ma non troppo rapidamente, tra valori molto alti e valori molto bassi, con la conseguenza di avere numerose variazioni di frequenza della CPU.
*'''Powersave''': è il caso speculare al precedente dove, cascasse il mondo, la frequenza della CPU viene mantenuta sempre al valore minimo. Trattasi evidentemente della modalità che comporta il minor consumo energetico possibile, ma contestualmente anche le peggiori prestazioni.
*'''Powersave''': è il caso speculare al precedente dove, cascasse il mondo, la frequenza della CPU viene mantenuta sempre al valore minimo; trattasi evidentemente della modalità che comporta il minor consumo energetico possibile, ma contestualmente anche le peggiori prestazioni. Questa modalità ha senso di essere usata solo in quelle condizioni dove il risparmio energetico è critico e dove il carico di lavoro della CPU non è mediamente basso, poiché in tali situazioni la differenza con le modalità ''Conservative'' e ''Ondemand'' sarebbe minima.
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