Linux系统CPU频率调整工具使用

Linux系统CPU频率调整工具使用
解宝琦
现在的CPU耗电很大，按需调节CPU频率对普通桌面及移动设备节能有重要的意义，目前多数Linux发行版都已经默认启用了这个功能，但在一些像数据库，集群系统等特别需要CPU高性能的服务器环境中，Linux提供的这种对CPU频率调节的功能对CPU性能使用受到一些限制，不利于系统性能的更好发挥。为此需要Linux系统管理员进行必要相关参数优化及设置来确保CPU性能最大化。本文将针对应用中常见的RedHat6、7系列及Debian Gnu/Linux 8系列中CPU频率调整工具的使用进行描述，以方便Linux用户进行该方面工作的优化。
在Linux中，内核的开发者定义了一套框架模型来完成CPU频率动态调整这一目的，它就是CPUFreq系统。尽管在各个Linux发行版中，前端软件稍有差异，但其最终都会通过Linux内核的CPUFreq系统来实现CPU频率动态调整的功能。这些软件都会提供如下CPU模式（governor参数）：
1、ondemand：系统默认的超频模式，按需调节，内核提供的功能，不是很强大，但有效实现了动态频率调节，平时以低速方式运行，当系统负载提高时候自动提高频率。以这种模式运行不会因为降频造成性能降低，同时也能节约电能和降低温度。一般官方内核默认的方式都是ondemand。
2、interactive：交互模式，直接上最高频率，然后看CPU负荷慢慢降低，比较耗电。Interactive 是以 CPU 排程数量而调整频率，从而实现省电。InteractiveX 是以 CPU 负载来调整 CPU 频率，不会过度把频率调低。所以比 Interactive 反应好些，但是省电的效果一般
3、conservative：保守模式，类似于ondemand，但调整相对较缓，想省电就用他吧。Google官方内核，kang内核默认模式。
4、smartass：聪明模式，是I和C模式的升级，该模式在比interactive 模式不差的响应的前提下会做到了更加省电
5、performance：性能模式！只有最高频率，从来不考虑消耗的电量，性能没得说，但是耗电量.......
6、powersave 省电模式，通常以最低频率运行。
7、userspace：用户自定义模式，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。也就是长期以来都在用的那个模式。可以通过手动编辑配置文件进行配置
8、Hotplug：类似于ondemand, 但是cpu会在关屏下尝试关掉一个cpu，并且带有deep sleep，比较省电。
在进行CPU频率优化之前，我们首先需要使用命令lsmod | grep "acpi_cpufreq"查看内核是否加载了acpi_cpufreq模块，如果加载了此模块，按照一般情况发行版都会将CPU设置为 “ondemand”模式，
之后可以通过命令cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_frequencies来进一步确认CPU节能模式，但此时用户无法进行修改，需要进行修改必须使用命令安装cpufreq管理软件，在Debian Gnu/Linux下使用如下命令：apt-get install cpufrequtils，在RedHat6一下版本中使用如下命令：yum install cpuspeed，在RedHat7系列版本中使用如下命令：yum install kernel-tools。之后我们就可以通过修改相应系统所在配置文件，Debian Gnu/Linux 8、RedHat6一下版本、RedHat7系列版本cpufreq管理软件配置文件分别为/etc/init.d/cpufrequtils、/etc/sysconfig/cpuspeed、/setc/sysconfig/cpupower。修改Debian Gnu/Linux 8配置文件中GOVERNOR="ondemand"为GOVERNOR="performance"， RedHat6一下版本配置文件中GOVERNOR为GOVERNOR=performance，RedHat7系列版本配置文件中CPUPOWER_STOP_OPTS=”frequency-set -g ondemand”为CPUPOWER_STOP_OPTS=”frequency-set -g performance”。
在Debian Gnu/Linux 8、RedHat6一下版本、RedHat7系列版本中分别执行/etc/init.d/cpufrequtils restart、/etc/init.d/cpuspeed restart、systemctl restart cpupower.service命令即可重启相关cpufreq管理软件。
从 kernel 3.9 开始，名为 pstate 的新的功率驱动程序将会在以下的驱动程序之前自动为现代的 Intel CPU 启用。该驱动会优先于其他的驱动程序，因为它是内置驱动，而不是作为一个模块来加载。该驱动自动作用于 Sandy Bridge 和 Ivy Bridge 这两个类型的 CPU,在该模式下CPU只能被设置成performance或者powersave模式。如果您在使用这个驱动的时候遇到问题，建议您在 Grub 的内核参数中对其禁用（即修改 /etc/default/grub 文件，在 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT= 后添加 intel_pstate=disable）