Linux offre une possibilit\u00e9 int\u00e9ressante : celle de configurer assez finement la vitesse du processeur depuis la ligne de commande. Il permet d’agir ind\u00e9pendamment (pour autant que l’architecture mat\u00e9rielle le permette) sur les diff\u00e9rents coeurs des processeurs. On m’a demand\u00e9 r\u00e9cemment une petite illustration pratique de ces possibilit\u00e9s : en voici un r\u00e9sum\u00e9.<\/p>\n
\n\n<\/p>\n
\/sys<\/code><\/h1>\nLa premi\u00e8re op\u00e9ration n\u00e9cessaire est de conna\u00eetre la liste des fr\u00e9quences support\u00e9es par un CPU. Cette liste est accessible gr\u00e2ce au pseudo syst\u00e8me de fichier \/sys<\/code>.<\/p>\n# ls \/sys\/devices\/system\/cpu\/<\/strong>\ncpu0 cpu1 cpu2 cpu3 cpufreq cpuidle kernel_max offline online possible present probe release sched_mc_power_savings\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/online <\/strong>\n0-3\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/possible <\/strong>\n0-7\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/present <\/strong>\n0-3\n#<\/pre>\nIci, le noyau peut g\u00e9rer sept CPU (param\u00e8tre possible<\/code>), mais il n’y en a que quatre connect\u00e9s (present<\/code>). Ils sont tous actifs (online<\/code>). Choisissons, arbitrairement, le CPU num\u00e9ro 1 et v\u00e9rifions ses fr\u00e9quences de fonctionnement.<\/p>\n# ls \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/<\/strong>\ncache cpufreq crash_notes online thermal_throttle topology\n# ls \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/<\/strong>\naffected_cpus related_cpus scaling_max_freq\nbios_limit scaling_available_frequencies scaling_min_freq\ncpuinfo_cur_freq scaling_available_governors scaling_setspeed\ncpuinfo_max_freq scaling_cur_freq stats\ncpuinfo_min_freq scaling_driver\ncpuinfo_transition_latency scaling_governor\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_available_frequencies <\/strong>\n2400000 2133000 1867000 1600000\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_cur_freq <\/strong>\n2400000\n#<\/pre>\nLe CPU accepte quatre fr\u00e9quences, il est actuellement configur\u00e9 avec la plus rapide : 2,4GHz. On peut la modifier ainsi.<\/p>\n
# echo userspace > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_governor <\/strong>\n# echo 1867000 > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_setspeed <\/strong>\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_cur_freq <\/strong>\n1867000\n#<\/pre>\nMesurer les effets de la vitesse CPU<\/h1>\n
Nous expliquerons la premi\u00e8re ligne de l’exemple ci-dessus dans le prochain paragraphe.
\nPour voir les effets de la configuration pr\u00e9c\u00e9dente, on peut utiliser un petit programme<\/a> qui incr\u00e9mente un compteur pendant une dur\u00e9e donn\u00e9e (cinq secondes ici).<\/p>\ncompte-iterations.c :<\/strong>\n#include <stdio.h>\n#include <stdlib.h>\n#include <unistd.h>\n#include <sys\/time.h>\n\nint main(void)\n{\n\tstruct timeval tv;\n\tstruct timeval tv_debut;\n\tlong long int compteur;\n\n\t\/\/ Attendre le debut d'une nouvelle seconde\n\tgettimeofday(& tv_debut, NULL);\n\tdo {\n\t\tgettimeofday(& tv, NULL);\n\t} while (tv.tv_sec == tv_debut.tv_sec);\n\n\t\/\/ Compter pendant cinq secondes\n\tcompteur = 0;\n\ttv_debut = tv;\n\tdo {\n\t\tcompteur ++;\n\t\tgettimeofday(& tv, NULL);\n\t} while (tv.tv_sec < (tv_debut.tv_sec + 5));\n\n\tprintf(\"Resultats : %lldn\", compteur);\n\treturn EXIT_SUCCESS;\n}<\/pre>\nEssayons de l’ex\u00e9cuter avec diff\u00e9rentes fr\u00e9quences.<\/p>\n
# echo 1600000 > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_setspeed <\/strong>\n# taskset -pc 1 $$<\/strong>\npid 9778's current affinity list: 0-3\npid 9778's new affinity list: 1\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 17263876\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 16733090\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 16810727\n# echo 1867000 > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_setspeed <\/strong>\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 19926359\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 19868890\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 19681040\n# echo 2133000 > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_setspeed <\/strong>\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 22517877\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 23028619\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 22310298\n# echo 2400000 > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_setspeed <\/strong>\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25317042\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25806554\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25916774\n#<\/pre>\nNous voyons bien que le nombre d’it\u00e9rations fluctue en fonction de la fr\u00e9quence configur\u00e9e.<\/p>\n
Configurer le comportement du CPU<\/h1>\n
Plut\u00f4t qu’agir directement sur la fr\u00e9quence, ce qui n\u00e9cessite de lire la valeur et d’inscrire celle choisie, le noyau nous propose des comportements, des heuristiques, qu’il nomme governors<\/em>, qui vont assurer la modification de la fr\u00e9quence CPU afin de l’ajuster aux besoins de l’utilisateur.
\nOn trouvera des explications plus d\u00e9taill\u00e9es sur les governors<\/strong> dans cet article<\/a>. Il existe (suivant la configuration du noyau \u00e0 la compilation) jusqu’\u00e0 cinq governors<\/em>, dont les noms sont visibles ainsi.<\/p>\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_available_governors <\/strong>\nconservative ondemand userspace powersave performance\n#<\/pre>\nLeurs comportements :<\/p>\n
\n- powersave<\/em> : \u00e9conomiser la batterie (d’un ordinateur portable) en utilisant la fr\u00e9quence la plus faible possible.<\/li>\n
- performance<\/em> : optimiser la vitesse de traitement en adoptant la fr\u00e9quence disponible la plus \u00e9lev\u00e9e.<\/li>\n
- ondemand<\/em> : faire varier la fr\u00e9quence en fonction de la charge syst\u00e8me afin d’optimiser la vitesse de traitement lorsqu’il y a une forte demande, tout en \u00e9conomisant la batterie lorsqu’il y a peu de t\u00e2ches en cours.<\/li>\n
- conservative<\/em> : adopter le m\u00eame comportement que ondemand<\/em>, en \u00e9vitant les modifications trop fr\u00e9quentes de la vitesse du CPU.<\/li>\n
- userspace<\/em> : laisser l’utilisateur fixer lui-m\u00eame la vitesse qui lui convient, comme nous l’avons fait dans les paragraphes pr\u00e9c\u00e9dents.<\/li>\n<\/ul>\n
Essayons les effets des principaux governors<\/em> sur notre programme.<\/p>\n# echo performance > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_governor <\/strong>\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_cur_freq <\/strong>\n2400000\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25932762\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25937413\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25335626\n# echo powersave > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_governor <\/strong>\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_cur_freq<\/strong>\n1600000\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 17625101\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 16788736\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 17017337\n# echo ondemand > \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_governor <\/strong>\n# cat \/sys\/devices\/system\/cpu\/cpu1\/cpufreq\/scaling_cur_freq<\/strong>\n1600000\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25371803\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25294453\n# .\/compte-iterations <\/strong>\nResultats : 25920801\n#<\/pre>\nConclusion<\/h1>\n
Il est int\u00e9ressant de pouvoir configurer facilement la vitesse du processeur ind\u00e9pendamment des fr\u00e9quences exactes, en employant par exemple une heuristique powersave<\/em> sur un portable, performance<\/em> sur un serveur, ou ondemand<\/em> sur un poste de travail g\u00e9n\u00e9raliste.<\/p>\nPour les syst\u00e8mes embarqu\u00e9s, les choix ne sont pas toujours \u00e9vidents, comme on peut le voir dans ces articles : Temps r\u00e9el et \u00e9conomie d’\u00e9nergie 1<\/a> et 2<\/a>.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Linux offre une possibilité intéressante : celle de configurer assez finement la vitesse du processeur depuis la ligne de commande. Il permet d’agir indépendamment (pour autant que l’architecture matérielle le permette) sur les différents coeurs des processeurs. On m’a demandé récemment une petite illustration pratique de ces possibilités : en voici un résumé.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5,8,10,14],"tags":[],"class_list":["post-2041","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-embarque","category-linux-2","category-microprocesseur","category-temps-reel"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2041","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2041"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2041\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2041"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2041"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.blaess.fr\/christophe\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2041"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}