Процессор и оперативка VPS-сервера: когда и на чем лучше не экономить
Грамотный выбор параметров VPS — это, как известно, лучший способ сделать так, чтобы пресловутое «500 Internal Server Error» посетители и пользователи вообще никогда не увидели.
Однако технические нюансы по-прежнему имеют место быть. И поэтому выбрать оптимальный и удобный VPS (для сайта, приложения и пр) не так просто, как может показаться.
Скажем, если провайдер не предоставляет точную информацию о типе и тактовой частоте CPU, а указывает только количество ядер, то этого недостаточно для того, чтобы сделать правильные выводы относительно реальной вычислительной мощности сервера. И с дисками картина аналогичная: если нет данных о производительности дисковой подсистемы (выраженной в IOPS, т.е. количестве операций ввода-вывода за секунду), то можно только догадываться, как будет работать сайт на таком VPS.
В итоге очень многие пользователи VPS возможность сделать более-менее точную оценку эффективности сервиса получают уже, так сказать, по факту. То есть, уже после того, как сайт «залит» на сервер, запущен и начал работать в реальных условиях. А это не есть правильно…
Что надо учитывать на этапе выбора VPS?
Но из любого правила бывают исключения. Поэтому в зависимости от имеющихся или прогнозируемых задач многие пользователи задаются вопросом: а может лучше выбрать сервер с большим объемом оперативной памяти или с более мощным процессором? И здесь важно не спешить с выводами и понимать следующие моменты:
когда надо больше оперативки
Когда посетители просматривают страницы сайта, VPS-сервер создает новый процесс в оперативной памяти для обработки каждого такого запроса. Слишком маленький объем оперативной памяти на сервере приведет к значительному замедлению работы системы из-за необходимости записи данных на диск — в память подкачки, что в конечном итоге значительно повышает риск зависания. Каждый новый процесс отнимает часть оперативной памяти, и когда их много, то память может и закончиться. После чего в лучшем случае сервер выдает посетителям сообщение «500 Internal Server Error» и сайт пропадает.
1-2 GB оперативки вполне достаточно для нормального функционирования сайте с несколькими сотнями пользователей в сутки. С ростом трафика до 100-200 тысяч посетителей в месяц требуется VPS-сервер с объемом оперативной памяти порядка 4-8 GB. Но это в общем.
При расчете необходимых ресурсов сервера помимо определения ожидаемого количества посетителей в обязательном порядке следует принимать во внимание еще ряд вопросов:
Также не нужно забывать, что операционная система и приложения потребляют выделенные ресурсы в значительных объемах. Некоторые CMS, например скрипты интернет-магазина, требуют больше оперативной памяти, чем другие. Динамические страницы «кушают» гораздо больше памяти, чем статические. А по мере развития сайта практически со 100% вероятности потребуется более производительный VPS. И крайне желательно изначально заказывать сервер не «впритык», а хотя бы с 50% запаса по можности.
когда нужен более мощных процессор
Эффективный вычислительный блок будет работать лучше, когда на сайте запускаются динамические приложения, генерирующие контент, который не может быть кэширован в значительных объемах. Это относится, в первую очередь, к интернет-магазинам, сайтам с большим количеством пользователей, которые заходят только через процедуру регистрации, и расширенным веб-сервисам, представляющим динамические данные (графики акций, результаты спортивных соревнований и пр).
Учитываем также, что VPS-серверы используются не только для обслуживания обычных сайтов. Высокая вычислительная мощность требуется для качественной работы игровых сервисов, бизнес-приложений, баз данных с широкой аудиторией пользователей, почтовых серверов, сервисов потокового аудио и видео.
И проблема в том, что, повторимся, информация о количестве ядер процессора, безусловно, имеет значение, но не первостепенное. Гораздо важнее, когда провайдер предоставляет данные о типе и модели CPU, его тактовой частоте и количестве ядер, назначенных виртуальному серверу. Только все эти данные в комплексе позволяют получить некое предварительное представление о вычислительной мощности VPS.
Например, по данным компании bluevps, CPU с тактовой частотой 3,3 GHz страницы сайта на WordPress может загружать на 40% быстрее, чем аналогичный сервер в конфигурации с процессором с более низкой тактовой частотой. Что в очередной раз подтверждает, что количество операций, выполняемых в одном ядре процессора, во многом зависит от тактовой частоты.
Напомним вкратце, почему так. Дело в том, что скорость создания веб-страниц в PHP зависит от скорости одного ядра. PHP и MySQL выполняют один запрос в одном потоке, поэтому независимо от количества ядер процессора, выполнение сценария PHP или запрос к базе данных будут обслуживаться одним ядром. Производительность ядра (тактовая частота) влияет на скорость генерации страниц, а количество этих ядер влияет на количество одновременно поддерживаемых соединений.
Другими словами: 2 ядра виртуальных процессоров с тактовой частотой 3.3 GHz соответствуют примерно 3 ядрам процессора с тактовой частотой 2.2 GHz.
Именно поэтому, bluevps рекомендует более внимательно относится к вопросу выбора CPU пользователям, которые планируют размещать на VPS-сервере ресурсоемкие проекты. А в случае возникновения каких либо вопросов на этапе выбора лучше заранее проконсультироваться со специалистом службы техподдержки — через «тикет» на сайте или в онлайн-мессенджере.
Отличия серверного процессора от обычного
Существование на рынке двух категорий процессоров, для домашнего (десктопные) и корпоративного (серверные) пользования, порождает вопросы относительно их различий и взаимозаменяемости.
Различия серверных и десктопных CPU
Несмотря на одинаковое внешнее сходство, ЦПУ для обычного компьютера и сервера имеют массу различий. В первую очередь — по их функциональному предназначению, обоснованному разным ритмом работы для одного пользователя и нескольких. Не следует забывать о конструктивных особенностях, ведь даже если в основе процессоров «одинаковый» кремний, то это не значит, что и работать они будут одинаково. И, конечно же, ценовой вопрос заставляет думать о совершенно различных суммах на приобретение обычного процессора или серверного. Все эти нюансы будут рассмотрены в рамках этой статьи.
Функциональное предназначение
Десктопные CPU были созданы для удовлетворения потребностей одного юзера в вычислениях, не отличающихся особой сложностью, не требующих многозадачности свыше открытия пары-тройки окон и обеспечения параллельного выполнения нескольких процессов. При этом они не рассчитаны, что один юзер будет использовать процессор сутками, хотя теоретически это возможно при условии должного охлаждения. Обычное ЦПУ, как правило, находится в непосредственной близости от пользователя, в системном блоке рабочего ПК.
Серверные процессоры предназначены для работы 24/7 в условиях стрессовой нагрузки многими пользователями. Они предназначены для создания из компьютерной системы терминала, для нескольких юзеров, которым обеспечивается доступ к единому информационному хранилищу, потоку данных и инструментам воздействия на них. Задача серверного решения — обеспечить длительную параллельное функционирование более чем одного юзера, при этом надёжно сохраняя данные и результаты их работы. В таком случае CPU находится в отдельной серверной ячейке, которая, гипотетически, может быть крайне удалённой от пользователя, так как взаимодействие с ней осуществляется не напрямую.
Читайте также: Удаленное подключение к Windows 7 / Windows 10
Конструктивные особенности
Серверные ЦПУ, будучи «заточенными» на беспрерывную работу в экстремальных условиях, ещё на стадии производства проходят более строгий отбор и тестирование по сравнению со своими десктопными собратьями. Из явных особенностей также стоит отметить:
Серверные ЦПУ обязаны обеспечить доступ к данным для многих юзеров, поэтому в самих серверах обычно всё реализовано с расчётом на надёжность, а обилие датчиков и дублирующих систем — норма. Отдельно следут уточнить, что для серверных процессоров необходимы соответствующие материнские платы, особенностями которых является поддержка многих слотов оперативной памяти, а в некоторых случаях — нескольких процессоров.
Кроме того, серверные CPU способны работать только с регистровой оперативной памятью, поддерживающей модуль ECC, отвечающий за выявление и исправление ошибок в реальном времени. По сравнению с обычной RAM она менее производительна, но более долговечна и надёжна. Иные типы памяти не будут восприниматься ЦПУ корректно, но небольшим плюсом станет то, что серверный процессор может работать в четырёхканальном режиме, с сотней гигабайт ОЗУ, а это пока не могут позволить себе десктопные CPU.
Иные различия можно рассмотреть в сравнении процессоров «рабочей лошадки» Intel Pentium G5400 и «эталонного» серверного решения Intel Xeon E5-2670:
Разберём по пунктам:
Казалось бы, показано сравнение двух примерно одинаковых CPU, особенности которых уравновешивают друг друга. Однако всегда важно помнить, что серверное решение рассчитано на многих пользователей и заточено на вычисления 24/7, а кроме того, сравниваемая модель Xeon — на три года старше (выпущена в 2015) рассматриваемого CPU линейки Pentium. Актуальные серверные ЦПУ уже обошли рабочие десктопные варианты, но не превзошли решения для энтузиастов, так что сравнивать их с монстрами типа I9-9900K нет смысла.
Вопрос цены и необходимости
Серверные процессоры являются решениями для коммерческого, в частности корпоративного сектора. Они специализированы на непрерывной обработке потока данных с последующим надёжным сохранением результата. Отсюда и их высокая стоимость: даже сравниваемый несколько устаревший Xeon E5-2670 стоит около 37 тыс. руб. против максимум 5 тыс. руб. относительно нового Pentium G5400.
Для средних и больших компаний использование серверов и соответствующих процессоров является необходимостью, тогда как обычным юзерам серверные решения ни к чему. Разве что они могут быть актуальны при очень специфичных условиях, например, обладании подходящей материнской платой, но довольно устаревшим ЦПУ, и нахождения заманчивых предложений покупки серверных CPU. Нужно учесть и повышенное тепловыделение таких процессоров, которое уже вынуждает приобрести мощную систему охлаждения, равно как и потребность в замене обычной RAM на регистровую, не говоря о том, что прирост производительности довольно сомнителен. Так что следует взвешивать все «за» и «против», прежде чем ринуться за покупками б/у серверных процессоров с Aliexpress, где те уже порядком уценены.
В статье было рассмотрено, чем отличается серверный процессор от обычного, а также немного затронут вопрос необходимости серверного решения для обычного пользователя.
Помимо этой статьи, на сайте еще 12464 инструкций.
Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.
На что влияет ядро сервера
Конечно влияет количество и герцы также, однако тут требуется оптимизация настроек отдающего сервера, иначе прирост будет небольшой.
они используют лишь часть всех возможностей. Необходима тонкая настройка в зависимости от имеющихся ресурсов, чтобы использовалось максимум возможностей.
вы подкатываете до верху забитую покупками тележку к свободной кассе.
вопрос: скорость прохождения именно вас через кассу будет зависеть от количества касс в маркете? будь их хоть 2, хоть 10, ваша скорость прохождения будет зависеть исключительно от расторопности кассирши. вы не раскидаете покупки по разным кассам.
если мы говорим о классической ситуации, о том же wordpress’е.
так-то конечно при желании можно и раскидать, но этим надо заниматься. кассирши с соседних касс сами не прибегут разгребать вашу тележку.
либо выбирайте молодую и энергичную кассиршу, близкую к 4ггц, а не 2ггц бабулю.
а лучше и то и другое.
понятно что чем больше посетителей, тем больше количество касс играют роль, т.к. уменьшится вероятность очереди на каждой из касс. но когда очередей нет, то лишние свободные кассы врядли ускорят процесс вашего прохождения к выходу.
тут надо различать понятия скорости и производительности. это разные вещи.
Процессоры, ядра и потоки. Топология систем
В этой статье я попытаюсь описать терминологию, используемую для описания систем, способных исполнять несколько программ параллельно, то есть многоядерных, многопроцессорных, многопоточных. Разные виды параллелизма в ЦПУ IA-32 появлялись в разное время и в несколько непоследовательном порядке. Во всём этом довольно легко запутаться, особенно учитывая, что операционные системы заботливо прячут детали от не слишком искушённых прикладных программ.
Используемая далее терминология используется в документации процессорам Intel. Другие архитектуры могут иметь другие названия для похожих понятий. Там, где они мне известны, я буду их упоминать.
Цель статьи — показать, что при всём многообразии возможных конфигураций многопроцессорных, многоядерных и многопоточных систем для программ, исполняющихся на них, создаются возможности как для абстракции (игнорирования различий), так и для учёта специфики (возможность программно узнать конфигурацию).
Процессор
Конечно же, самый древний, чаще всего используемый и неоднозначный термин — это «процессор».
В современном мире процессор — это то (package), что мы покупаем в красивой Retail коробке или не очень красивом OEM-пакетике. Неделимая сущность, вставляемая в разъём (socket) на материнской плате. Даже если никакого разъёма нет и снять его нельзя, то есть если он намертво припаян, это один чип.
Мобильные системы (телефоны, планшеты, ноутбуки) и большинство десктопов имеют один процессор. Рабочие станции и сервера иногда могут похвастаться двумя или больше процессорами на одной материнской плате.
Поддержка нескольких центральных процессоров в одной системе требует многочисленных изменений в её дизайне. Как минимум, необходимо обеспечить их физическое подключение (предусмотреть несколько сокетов на материнской плате), решить вопросы идентификации процессоров (см. далее в этой статье, а также мою предыдущую заметку), согласования доступов к памяти и доставки прерываний (контроллер прерываний должен уметь маршрутизировать прерывания на несколько процессоров) и, конечно же, поддержки со стороны операционной системы. Я, к сожалению, не смог найти документального упоминания момента создания первой многопроцессорной системы на процессорах Intel, однако Википедия утверждает, что Sequent Computer Systems поставляла их уже в 1987 году, используя процессоры Intel 80386. Широко распространённой поддержка же нескольких чипов в одной системе становится доступной, начиная с Intel® Pentium.
Если процессоров несколько, то каждый из них имеет собственный разъём на плате. У каждого из них при этом имеются полные независимые копии всех ресурсов, таких как регистры, исполняющие устройства, кэши. Делят они общую память — RAM. Память может подключаться к ним различными и довольно нетривиальными способами, но это отдельная история, выходящая за рамки этой статьи. Важно то, что при любом раскладе для исполняемых программ должна создаваться иллюзия однородной общей памяти, доступной со всех входящих в систему процессоров.
К взлёту готов! Intel® Desktop Board D5400XS
Исторически многоядерность в Intel IA-32 появилась позже Intel® HyperThreading, однако в логической иерархии она идёт следующей.
Казалось бы, если в системе больше процессоров, то выше её производительность (на задачах, способных задействовать все ресурсы). Однако, если стоимость коммуникаций между ними слишком велика, то весь выигрыш от параллелизма убивается длительными задержками на передачу общих данных. Именно это наблюдается в многопроцессорных системах — как физически, так и логически они находятся очень далеко друг от друга. Для эффективной коммуникации в таких условиях приходится придумывать специализированные шины, такие как Intel® QuickPath Interconnect. Энергопотребление, размеры и цена конечного решения, конечно, от всего этого не понижаются. На помощь должна прийти высокая интеграция компонент — схемы, исполняющие части параллельной программы, надо подтащить поближе друг к другу, желательно на один кристалл. Другими словами, в одном процессоре следует организовать несколько ядер, во всём идентичных друг другу, но работающих независимо.
Первые многоядерные процессоры IA-32 от Intel были представлены в 2005 году. С тех пор среднее число ядер в серверных, десктопных, а ныне и мобильных платформах неуклонно растёт.
В отличие от двух одноядерных процессоров в одной системе, разделяющих только память, два ядра могут иметь также общие кэши и другие ресурсы, отвечающие за взаимодействие с памятью. Чаще всего кэши первого уровня остаются приватными (у каждого ядра свой), тогда как второй и третий уровень может быть как общим, так и раздельным. Такая организация системы позволяет сократить задержки доставки данных между соседними ядрами, особенно если они работают над общей задачей.
Микроснимок четырёхядерного процессора Intel с кодовым именем Nehalem. Выделены отдельные ядра, общий кэш третьего уровня, а также линки QPI к другим процессорам и общий контроллер памяти.
Гиперпоток
До примерно 2002 года единственный способ получить систему IA-32, способную параллельно исполнять две или более программы, состоял в использовании именно многопроцессорных систем. В Intel® Pentium® 4, а также линейке Xeon с кодовым именем Foster (Netburst) была представлена новая технология — гипертреды или гиперпотоки, — Intel® HyperThreading (далее HT).
Ничто не ново под луной. HT — это частный случай того, что в литературе именуется одновременной многопоточностью (simultaneous multithreading, SMT). В отличие от «настоящих» ядер, являющихся полными и независимыми копиями, в случае HT в одном процессоре дублируется лишь часть внутренних узлов, в первую очередь отвечающих за хранение архитектурного состояния — регистры. Исполнительные же узлы, ответственные за организацию и обработку данных, остаются в единственном числе, и в любой момент времени используются максимум одним из потоков. Как и ядра, гиперпотоки делят между собой кэши, однако начиная с какого уровня — это зависит от конкретной системы.
Я не буду пытаться объяснить все плюсы и минусы дизайнов с SMT вообще и с HT в частности. Интересующийся читатель может найти довольно подробное обсуждение технологии во многих источниках, и, конечно же, в Википедии. Однако отмечу следующий важный момент, объясняющий текущие ограничения на число гиперпотоков в реальной продукции.
Ограничения потоков
В каких случаях наличие «нечестной» многоядерности в виде HT оправдано? Если один поток приложения не в состоянии загрузить все исполняющие узлы внутри ядра, то их можно «одолжить» другому потоку. Это типично для приложений, имеющих «узкое место» не в вычислениях, а при доступе к данным, то есть часто генерирующих промахи кэша и вынужденных ожидать доставку данных из памяти. В это время ядро без HT будет вынуждено простаивать. Наличие же HT позволяет быстро переключить свободные исполняющие узлы к другому архитектурному состоянию (т.к. оно как раз дублируется) и исполнять его инструкции. Это — частный случай приёма под названием latency hiding, когда одна длительная операция, в течение которой полезные ресурсы простаивают, маскируется параллельным выполнением других задач. Если приложение уже имеет высокую степень утилизации ресурсов ядра, наличие гиперпотоков не позволит получить ускорение — здесь нужны «честные» ядра.
Типичные сценарии работы десктопных и серверных приложений, рассчитанных на машинные архитектуры общего назначения, имеют потенциал к параллелизму, реализуемому с помощью HT. Однако этот потенциал быстро «расходуется». Возможно, по этой причине почти на всех процессорах IA-32 число аппаратных гиперпотоков не превышает двух. На типичных сценариях выигрыш от использования трёх и более гиперпотоков был бы невелик, а вот проигрыш в размере кристалла, его энергопотреблении и стоимости значителен.
Другая ситуация наблюдается на типичных задачах, выполняемых на видеоускорителях. Поэтому для этих архитектур характерно использование техники SMT с бóльшим числом потоков. Так как сопроцессоры Intel® Xeon Phi (представленные в 2010 году) идеологически и генеалогически довольно близки к видеокартам, на них может быть четыре гиперпотока на каждом ядре — уникальная для IA-32 конфигурация.
Логический процессор
Из трёх описанных «уровней» параллелизма (процессоры, ядра, гиперпотоки) в конкретной системе могут отсутствовать некоторые или даже все. На это влияют настройки BIOS (многоядерность и многопоточность отключаются независимо), особенности микроархитектуры (например, HT отсутствовал в Intel® Core™ Duo, но был возвращён с выпуском Nehalem) и события при работе системы (многопроцессорные сервера могут выключать отказавшие процессоры в случае обнаружения неисправностей и продолжать «лететь» на оставшихся). Каким образом этот многоуровневый зоопарк параллелизма виден операционной системе и, в конечном счёте, прикладным приложениям?
Далее для удобства обозначим количества процессоров, ядер и потоков в некоторой системе тройкой (x, y, z), где x — это число процессоров, y — число ядер в каждом процессоре, а z — число гиперпотоков в каждом ядре. Далее я буду называть эту тройку топологией — устоявшийся термин, мало что имеющий с разделом математики. Произведение p = xyz определяет число сущностей, именуемых логическими процессорами системы. Оно определяет полное число независимых контекстов прикладных процессов в системе с общей памятью, исполняющихся параллельно, которые операционная система вынуждена учитывать. Я говорю «вынуждена», потому что она не может управлять порядком исполнения двух процессов, находящихся на различных логических процессорах. Это относится в том числе к гиперпотокам: хотя они и работают «последовательно» на одном ядре, конкретный порядок диктуется аппаратурой и недоступен для наблюдения или управления программам.
Чаще всего операционная система прячет от конечных приложений особенности физической топологии системы, на которой она запущена. Например, три следующие топологии: (2, 1, 1), (1, 2, 1) и (1, 1, 2) — ОС будет представлять в виде двух логических процессоров, хотя первая из них имеет два процессора, вторая — два ядра, а третья — всего лишь два потока.
Windows Task Manager показывает 8 логических процессоров; но сколько это в процессорах, ядрах и гиперпотоках?
Linux top показывает 4 логических процессора.
Это довольно удобно для создателей прикладных приложений — им не приходится иметь дело с зачастую несущественными для них особенностями аппаратуры.
Программное определение топологии
Конечно, абстрагирование топологии в единственное число логических процессоров в ряде случаев создаёт достаточно оснований для путаницы и недоразумений (в жарких Интернет-спорах). Вычислительные приложения, желающие выжать из железа максимум производительности, требуют детального контроля над тем, где будут размещены их потоки: поближе друг к другу на соседних гиперпотоках или же наоборот, подальше на разных процессорах. Скорость коммуникаций между логическими процессорами в составе одного ядра или процессора значительно выше, чем скорость передачи данных между процессорами. Возможность неоднородности в организации оперативной памяти также усложняет картину.
Информация о топологии системы в целом, а также положении каждого логического процессора в IA-32 доступна с помощью инструкции CPUID. С момента появления первых многопроцессорных систем схема идентификации логических процессоров несколько раз расширялась. К настоящему моменту её части содержатся в листах 1, 4 и 11 CPUID. Какой из листов следует смотреть, можно определить из следующей блок-схемы, взятой из статьи [2]:
Я не буду здесь утомлять всеми подробностями отдельных частей этого алгоритма. Если возникнет интерес, то этому можно посвятить следующую часть этой статьи. Отошлю интересующегося читателя к [2], в которой этот вопрос разбирается максимально подробно. Здесь же я сначала кратко опишу, что такое APIC и как он связан с топологией. Затем рассмотрим работу с листом 0xB (одиннадцать в десятичном счислении), который на настоящий момент является последним словом в «апикостроении».
APIC ID
В настоящий момент ширина числа, хранящегося в APIC ID, достигла полных 32 бит, хотя в прошлом оно было ограничено 16, а ещё раньше — только 8 битами. Нынче остатки старых дней раскиданы по всему CPUID, однако в CPUID.0xB.EDX[31:0] возвращаются все 32 бита APIC ID. На каждом логическом процессоре, независимо исполняющем инструкцию CPUID, возвращаться будет своё значение.
Выяснение родственных связей
Значение APIC ID само по себе ничего не говорит о топологии. Чтобы узнать, какие два логических процессора находятся внутри одного физического (т.е. являются «братьями» гипертредами), какие два — внутри одного процессора, а какие оказались и вовсе в разных процессорах, надо сравнить их значения APIC ID. В зависимости от степени родства некоторые их биты будут совпадать. Эта информация содержится в подлистьях CPUID.0xB, которые кодируются с помощью операнда в ECX. Каждый из них описывает положение битового поля одного из уровней топологии в EAX[5:0] (точнее, число бит, которые нужно сдвинуть в APIC ID вправо, чтобы убрать нижние уровни топологии), а также тип этого уровня — гиперпоток, ядро или процессор, — в ECX[15:8].
У логических процессоров, находящихся внутри одного ядра, будут совпадать все биты APIC ID, кроме принадлежащих полю SMT. Для логических процессоров, находящихся в одном процессоре, — все биты, кроме полей Core и SMT. Поскольку число подлистов у CPUID.0xB может расти, данная схема позволит поддержать описание топологий и с бóльшим числом уровней, если в будущем возникнет необходимость. Более того, можно будет ввести промежуточные уровни между уже существующими.
Важное следствие из организации данной схемы заключается в том, что в наборе всех APIC ID всех логических процессоров системы могут быть «дыры», т.е. они не будут идти последовательно. Например, во многоядерном процессоре с выключенным HT все APIC ID могут оказаться чётными, так как младший бит, отвечающий за кодирование номера гиперпотока, будет всегда нулевым.
Отмечу, что CPUID.0xB — не единственный источник информации о логических процессорах, доступный операционной системе. Список всех процессоров, доступный ей, вместе с их значениями APIC ID, кодируется в таблице MADT ACPI [3, 4].
Операционные системы и топология
Операционные системы предоставляют информацию о топологии логических процессоров приложениям с помощью своих собственных интерфейсов.
В FreeBSD топология сообщается через механизм sysctl в переменной kern.sched.topology_spec в виде XML:
В MS Windows 8 сведения о топологии можно увидеть в диспетчере задач Task Manager.
Также их предоставляет консольная утилита Sysinternals Coreinfo и API вызов GetLogicalProcessorInformation.
Полная картина
Проиллюстрирую ещё раз отношения между понятиями «процессор», «ядро», «гиперпоток» и «логический процессор» на нескольких примерах.
Система (2, 2, 2)
Система (2, 4, 1)
Система (4, 1, 1)
Прочие вопросы
В этот раздел я вынес некоторые курьёзы, возникающие из-за многоуровневой организации логических процессоров.
Как я уже упоминал, кэши в процессоре тоже образуют иерархию, и она довольно сильно связано с топологией ядер, однако не определяется ей однозначно. Для определения того, какие кэши для каких логических процессоров общие, а какие нет, используется вывод CPUID.4 и её подлистов.
Лицензирование
Некоторые программные продукты поставляются числом лицензий, определяемых количеством процессоров в системе, на которой они будут использоваться. Другие — числом ядер в системе. Наконец, для определения числа лицензий число процессоров может умножаться на дробный «core factor», зависящий от типа процессора!
Виртуализация
Системы виртуализации, способные моделировать многоядерные системы, могут назначить виртуальным процессорам внутри машины произвольную топологию, не совпадающую с конфигурацией реальной аппаратуры. Так, внутри хозяйской системы (1, 2, 2) некоторые известные системы виртуализации по умолчанию выносят все логические процессоры на верхний уровень, т.е. создают конфигурацию (4, 1, 1). В сочетании с особенностями лицензирования, зависящими от топологии, это может порождать забавные эффекты.
