A.9. CPU のスケーリング

/sys/devices/system/cpu/cpuX/cpufreq

cpuscaling テストは、論理 CPU ごとに 1 回記載されるのではなく、パッケージごとに 1 回予定されています。テストが実行されると、/sys/devices/system/cpu/cpuX/topology/physical_package_id を介してトポロジーが決定され、特定のパッケージ内のすべての論理 CPU に対してテストが並行して実行されます。

このテストでは、まず turbostat コマンドを実行して、プロセッサーの統計情報を収集します。サポートされているアーキテクチャーでは、turbostat は、事前の統計カラムが turbostat 出力ファイルに表示されているかどうかをチェックしますが、ファイルにカラムが含まれていない場合は警告を返します。その後、テストは cstate サブテストの実行を試み、失敗した場合は pstate サブテストを実行します。

各 CPU パッケージのテスト手順は以下の通りです。

このテストでは、sysfs ファイルシステムにある値を使用して、CPU の最大および最小周波数を決定します。このコマンドで任意のシステムのこれらの値を見ることができます。

# cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_frequencies

ここには常に最大と最小の 2 つの周波数が表示されますが、プロセッサーによってはより細かい CPU 速度の制御が可能なため、ファイルには 2 つ以上の値が表示されます。最大値と最小値の間にある追加の CPU 速度は、テスト中には特に使用されませんが、CPU が最大値と最小値の間を移行する際に使用されることがあります。テストの手順は以下の通りです。

ここからは、3 つのサブセクションの分析を行います。ステップ 1 からステップ 8 では、最大および最小の CPU 速度での pi 計算時間を求めます。2 つの速度で円周率を計算するのにかかる時間の差は、CPU 速度の差に比例するはずです。例えば、仮想的なテストシステムの最大周波数が 2GHz、最小周波数が 1GHz で、最大速度で円周率計算を実行するのに 30 秒かかった場合、最小速度では円周率計算に 60 秒かかると予想されます。様々な理由で完璧な結果が得られないことは承知していますので、結果に対して 10% の誤差 (予想よりも速い、または遅い) を許容しています。この例では、最低速度での実行に 54 秒から 66 秒かかっても、合格とみなされることになります (60 の 90%=54、60 の 110%=66)。

ステップ 9～11 では、オンデマンドガバナを使用したπ計算時間のテストを行います。これにより、仕事をしているときに、システムが CPU の速度を素早く最大にすることができることが確認できました。ステップ 11 で得られた計算時間を、ステップ 5 で得られた最高速度の計算時間と比較します。この 2 つの値の差が 10% 以内であれば合格です。

ステップ 12 から 14 では、パフォーマンスガバナーを使用して、πの計算をテストします。これにより、システムが常に CPU を最大の周波数で保持できることが確認できます。ステップ 14 で得られたπの計算時間を、ステップ 5 で得られた最高速度の計算時間と比較します。繰り返しになりますが、この 2 つの値の差が 10% 以内であれば合格です。

cpuscaling テストの追加部分は、/proc/cpuinfo の ida CPU フラグの存在により、TurboBoost 機能を持つ Intel プロセッサーが検出された場合に実行されます。このテストでは、各パッケージに搭載されている CPU のうち、ハウスキーピングのために CPU0 を除いた 1 つの CPU を選択し、オンデマンドガバナを最大速度で使用して性能を測定しています。パッケージ内のすべてのコアを並行してテストした前回のテストと比較して、少なくとも 5% の性能向上を期待しています。

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