Linux CPUInfo 优化技巧

Linux CPUInfo 优化技巧

一 从 CPUInfo 获取的关键信息

• 使用以下命令快速梳理硬件与特性：
  • 基础信息：cat /proc/cpuinfo；结构化摘要：lscpu
  • 物理/逻辑核心与超线程：grep ‘physical id’ /proc/cpuinfo | sort | uniq | wc -l；grep ‘cpu cores’ /proc/cpuinfo | uniq；逻辑处理器数通常等于 grep ‘processor’ /proc/cpuinfo | wc -l
  • 型号与频率：grep ‘model name’ /proc/cpuinfo；grep ‘cpu MHz’ /proc/cpuinfo
  • 缓存层级：grep ‘cache size’ /proc/cpuinfo
  • 指令集特性：grep ‘flags’ /proc/cpuinfo（关注 SSE、AVX、AVX2、AVX-512 等）
  • 64 位支持：grep ‘lm’ /proc/cpuinfo（出现 lm 表示支持 x86_64）
• 解读要点：物理核心数决定并行度上限；逻辑处理器数反映超线程/SMT；更大的缓存有助于提升命中率；指令集决定可启用的编译器优化与向量化路径。

二 电源与频率策略优化

• 查看与切换频率策略：
  • 查看：cpupower frequency-info；或查看 /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor
  • 切换为性能模式：sudo cpupower frequency-set -g performance
• 持久化设置（Debian 示例）：
  • 安装工具：sudo apt install cpufrequtils
  • 写入配置：echo “GOVERNOR=performance” | sudo tee /etc/default/cpufrequtils
  • 生效：sudo systemctl restart cpufrequtils
• 适用场景：低时延/批处理/高并发服务建议性能模式；笔记本或混合负载可保留 powersave/ondemand 以兼顾续航与噪声。

三 进程绑定与 NUMA 亲和

• 将关键负载绑定到指定核心，减少迁移与缓存失效：
  • 按 CPU 列表绑定：taskset -c 0,2,4-7 your_app
  • 按 CPU 掩码绑定：taskset 0xFF your_app
• NUMA 架构下优化内存局部性：
  • 查看拓扑：numactl -H
  • 绑定到节点并本地分配内存：numactl -N 0 -m 0 your_app
• 适用场景：数据库、消息队列、低延迟网络服务、HPC 计算任务。

四 调度优先级与实时性配置

• 提升关键进程的调度优先级（需谨慎）：
  • 提高 nice 值（降低优先级）：renice -10 -p
  • 提升实时优先级（需 root 且谨慎）：chrt -r 99
• 适用场景：实时音视频、交易撮合、工业控制等对延迟敏感的工作负载。

五 监控与瓶颈定位

• 快速观测：
  • 全局与进程：top / htop；按 CPU 排序（top 中按 Shift+P）
  • 系统维度：vmstat 1（关注 %us、%sy、%wa、%st）
  • 内核与硬件事件：perf record -g && perf report
• 内核与电源参数微调（示例）：
  • 降低换页倾向：sudo sysctl -w vm.swappiness=10
  • 调整文件描述符上限：sudo sysctl -w fs.file-max=100000
• 验证与回滚：
  • 每次变更前记录基线（吞吐、P95/P99 延迟、抖动），变更后在同等负载下复测；性能与稳定性优先，生产环境建议灰度与回滚预案。