CPU性能优化系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种CPU性能优化系统及方法，硬件优化模块用于基于亲和性和均衡分布特性，将独立冗余磁盘阵列连接在指定NUMA节点；操作系统优化模块用于基于内存访存策略使用内存；内核优化模块用于从NUMA架构中确定目标NUMA节点，将其中的指定内核作为隔离内核与指定应用绑定。该系统可以基于NUMA架构的亲和性和均衡分布特性从硬件层面对CPU进行优化，基于内存访存策略从操作系统层面对CPU进行优化，通过确定隔离内核的方式可以从内核层面对CPU进行优化，实现了基于软硬件结合的CPU性能优化方案，对CPU优化配置的灵活性更高，同时采用隔离内核与指定应用绑定的方式可以避免将NUMA分布暴露在用户应用层面。NUMA分布暴露在用户应用层面。NUMA分布暴露在用户应用层面。

【技术实现步骤摘要】
CPU性能优化系统及方法


[0001]本专利技术涉及服务器性能优化
，尤其是涉及一种CPU性能优化系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，随着国产化服务器的发展，以ARM(Advanced RISC Machines，一种处理器架构)架构为核心的飞腾处理器得到了广泛应用。多核心带来多进程并发处理的强劲性能的同时，也容易导致进程抢占CPU核心，调度延迟等问题。基于此，诞生了NUMA(Non Uniform Memory Access，非统一内存访问)架构，每个处理器包含多个NUMA节点，将多个CPU核心平均分配在NUMA节点上，每个NUMA节点有各自的内存块和内存控制器，按照内存所在NUMA节点划分本地内存和远端内存，同一NUMA节点访问本地内存速度更快，访问远端内存则延迟较大，然而NUMA架构下存在许多性能影响的因素，内存和CPU调度受操作系统和实际硬件信号分布的制约，目前已知的CPU优化方法多基于特有应用的配置进行亲和性绑定，该方式的兼容灵活性较差，且容易将NUMA分布暴露在用户应用层面。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种CPU性能优化系统及方法，以提高对CPU优化配置的灵活性，同时避免将NUMA分布暴露在用户应用层面。
[0004]本专利技术提供的一种CPU性能优化系统，包括：硬件优化模块、操作系统优化模块和内核优化模块；硬件优化模块用于基于NUMA架构的亲和性和均衡分布特性，将独立冗余磁盘阵列连接在指定NUMA节点；其中，指定NUMA节点的数据处理效率高于NUMA架构中除指定NUMA节点外的其他NUMA节点；操作系统优化模块用于基于预先设置的内存访存策略使用内存；内核优化模块用于从NUMA架构中确定目标NUMA节点，将目标NUMA节点中的指定内核确定为隔离内核，将指定内核与指定应用绑定，以采用指定内核运行指定应用。
[0005]进一步的，指定NUMA节点对应的通道为双列直插式存储模块的第一内存插槽和/或第二内存插槽；如果指定NUMA节点的数量有多个，基于通道对称分布策略，选取多个指定NUMA节点。
[0006]进一步的，操作系统优化模块还用于：当检测到独立冗余磁盘阵列所连接的指定NUMA节点缺少内存，生成提示信息；其中，提示信息用于指示为指定NUMA节点配置内存。
[0007]进一步的，内存访存策略包括以下至少一种：访问指定NUMA节点本地内存的优先级高于访问远端内存的优先级；当指定NUMA节点对应的访存密集指数高于预设指数阈值时，释放指定NUMA节点对应的本地内存中缓存的指定数据；当需要访问远端内存时，计算指定NUMA节点与其他NUMA节点的访问距离，将数值最小的访问距离对应的NUMA节点确定为待访问NUMA节点，将待访问NUMA节点对应的内存确定为待访问的远端内存；其中，随着访问距离越近，访问对应的NUMA节点的远端内存的优先级越高。
[0008]进一步的，目标NUMA节点为独立冗余磁盘阵列所连接的指定NUMA节点的下一个NUMA节点。
[0009]进一步的，指定内核为目标NUMA节点中的第一个内核。
[0010]进一步的，操作系统优化模块还用于：配置优化IO读取方式，如果当前NUMA节点对应的访存密集指数高于预设指数阈值，关闭预设交换分区。
[0011]进一步的，操作系统优化模块还用于：获取多种IO读取方式和多种磁盘脏数据刷新率；对每种IO读取方式和每种磁盘脏数据刷新率进行两两组合，得到多个组合参数；获取每个组合参数对应的IO读取速率；将数值最高的读取速率所对应的组合参数确定为目标组合参数；将目标组合参数中的IO读取方式确定为目标IO读取方式，将目标组合参数中的磁盘脏数据刷新率确定为目标磁盘脏数据刷新率。
[0012]进一步的，操作系统优化模块还用于：针对每个NUMA节点，当监测到该NUMA节点对应的已使用内存量低于预设阈值时，调整该NUMA节点对应的内存大页数量。
[0013]本专利技术提供的一种CPU性能优化方法，方法包括：硬件优化模块基于NUMA架构的亲和性和均衡分布特性，将独立冗余磁盘阵列连接在指定NUMA节点；其中，指定NUMA节点的数据处理效率高于NUMA架构中除指定NUMA节点外的其他NUMA节点；操作系统优化模块基于预先设置的内存访存策略使用内存；内核优化模块从NUMA架构中确定目标NUMA节点，将目标NUMA节点中的指定内核确定为隔离内核，将指定内核与指定应用绑定，以采用指定内核运行指定应用。
[0014]本专利技术提供的一种CPU性能优化系统及方法，CPU性能优化系统及方法，硬件优化模块用于基于NUMA架构的亲和性和均衡分布特性，将独立冗余磁盘阵列连接在指定NUMA节点；其中，指定NUMA节点的数据处理效率高于NUMA架构中除指定NUMA节点外的其他NUMA节点；操作系统优化模块用于基于预先设置的内存访存策略使用内存；内核优化模块用于从NUMA架构中确定目标NUMA节点，将目标NUMA节点中的指定内核确定为隔离内核，将指定内核与指定应用绑定，以采用指定内核运行指定应用。该系统可以基于NUMA架构的亲和性和均衡分布特性从硬件层面对CPU进行优化，基于内存访存策略从操作系统层面对CPU进行优化，通过确定隔离内核的方式可以从内核层面对CPU进行优化，实现了基于软硬件结合的CPU性能优化方案，对CPU优化配置的灵活性更高，同时采用隔离内核与指定应用绑定的方式可以避免将NUMA分布暴露在用户应用层面。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种CPU性能优化系统的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例提供的一种硬件连接示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例提供的一种CPU性能优化方式的示意图；
[0019]图4为本专利技术实施例提供的一种CPU性能优化方法的流程图。
具体实施方式
[0020]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实
施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]目前，经研究发现，随着CPU工艺的发展，基于精简指令集RISC(Reduced Instruction Set Computing)的ARM架构得到越来越广泛的应用，实现了体积小，低功耗，低成本，高性能。目前基于ARM的多核处理器存在调度处理时可能存在单核负载过大，部分核心空闲的不均衡分布引起资源竞争，导致CPU性能得不到较好的利用，已知的CPU优化方法多基于特有应用的配置进行亲和性绑定，该方式的兼容灵活性较差，且容易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CPU性能优化系统，其特征在于，包括：硬件优化模块、操作系统优化模块和内核优化模块；所述硬件优化模块用于基于NUMA架构的亲和性和均衡分布特性，将独立冗余磁盘阵列连接在指定NUMA节点；其中，所述指定NUMA节点的数据处理效率高于所述NUMA架构中除所述指定NUMA节点外的其他NUMA节点；1于基于预先设置的内存访存策略使用内存；所述内核优化模块用于从所述NUMA架构中确定目标NUMA节点，将所述目标NUMA节点中的指定内核确定为隔离内核，将所述指定内核与指定应用绑定，以采用所述指定内核运行所述指定应用。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述指定NUMA节点对应的通道为双列直插式存储模块的第一内存插槽和/或第二内存插槽；如果所述指定NUMA节点的数量有多个，基于通道对称分布策略，选取多个所述指定NUMA节点。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述操作系统优化模块还用于：当检测到所述独立冗余磁盘阵列所连接的所述指定NUMA节点缺少内存，生成提示信息；其中，所述提示信息用于指示为所述指定NUMA节点配置内存。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述内存访存策略包括以下至少一种：访问所述指定NUMA节点本地内存的优先级高于访问远端内存的优先级；当所述指定NUMA节点对应的访存密集指数高于预设指数阈值时，释放所述指定NUMA节点对应的本地内存中缓存的指定数据；当需要访问远端内存时，计算所述指定NUMA节点与其他NUMA节点的访问距离，将数值最小的访问距离对应的NUMA节点确定为待访问NUMA节点，将所述待访问NUMA节点对应的内存确定为待访问的远端内存；其中，随着所述访问距离越近，访问对应的NUMA节点的远端内存的优先级越高。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷宇，付迪，徐文，杨发，陈映泽，
申请(专利权)人：广州超云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：