P-states & C-state

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우선 CPU의 전력은 P-states(performance states)와 C-state(operating states) 2가지 상태값으로 제어가 된다.

P-state는 CPU 사용량이 적을때 CPU 코어의 주파수를 떨어뜨려서 적은 전압으로 CPU를 동작할 수 있게 하기 위해 사용되는 상태인데, 미리 정의된 CPU 코어 주파수와 전압의 셋팅 값을 가지고, 바쁠때는 최대 주파수로, 한가할 때는 낮은 주파수로 동작하게 한다.

Intel 계열 CPU에서는 SpeedStep이라는 이름을 사용하고 있으며, Linux 상에서 cpufreq라는 인터페이스를 통해서 이 기능을 제어할 수 있다.

* cpufreq_performance - 전력은 많이 소비하지만 항상 최대의 성능으로 동작

* cpufreq_powersave - 최대한 전력을 아끼는 방법으로 동작

* cpufreq_ondemand - 주파수의 범위를 정해주고 부하 상황에 맞게 가변적으로 동작

 

만약 이런 기능이 DB 서버에 활성화되어 있다면 CPU 주파수가 떨어질 때 쿼리 응답 속도가 갑자기 늘어난다던가 하는 이슈가 발생할 수 있을 것 같다.

cpufreq에 대한 자세한 정보는 아래 사이트와 첨부 자료를 참고...

https://access.redhat.com/site/documentation/ko-KR/Red_Hat_Enterprise_Linux/6/html/Power_Management_Guide/cpufreq_governors.html

 

 

 

P-state가 CPU 주파수를 떨어뜨려서 전력 소모를 줄이는 방법이라면, C-state는 CPU 내부 컴포넌트의 사용을 중단시켜서 전력 소모를 줄이는데 사용된다.

C-states 레벨에 따라 코어 내부 클럭이 중단되거나 L1/L2 캐시 Flush 및 Off 시키는 등의 동작이 발생하고, 레벨이 높아질수록 많은 컴포넌트들이 꺼짐으로써 전력 소모량은 줄지만, 그에 비례해서 정상 상태(C0)로 복귀하는데 더 많은 리소스와 시간이 소요되는 문제가 있다.

DB 서버에서 발생했던 connect timeout 현상의 원인 역시 높은 레벨의 C-states 상태에서 정상 상태(C0)로 복귀하면서 DB 접속(정확히는 네트워크 연결) 과정에 지연이 발생한 것이었다.

* intel_idle.max_cstate=0 : Processor C-Status 기능 사용안함
* processor.max_cstate=1 : 프로세서 절전 상태로 진입하지 않게 함.
* cgroup_disable=memory : 자원의 QoS를 제공하는 cgroup기능 사용안함.
* mce=ignore_ce : HW의 corrected error scan으로 인한 latency spike 무시.
* transparent_hugepage=never : hugepage 사용하지 않음
* nmi_watchdog=1 : kdump를 사용설정
* elevator=deadline : cfq가 기본값인 I/O 스케쥴러를 deadline으로 변경
* idle=mwait : CPU idle시 대기처리를 조금만 수행하도록 함
* nohz=off : CPU의 c-status 진입방지