Optimalizace spotřeby systému – tuned

29. 3. 2011 | Vratislav Podzimek

Články - Optimalizace spotřeby systému – tuned  

Uživatelé GNU/Linuxu si často stěžují, jak špatně je na tom jejich systém se spotřebou elektrické energie a když nabootují Windows, vydrží jejich notebook v provozu na baterii déle. Víme však vůbec, jaké jsou v současných distribucích GNU/Linuxu možnosti v oblasti Power Managementu?

Podívejme se na jeden z optimalizačních nástrojů, který umožní vyladit systém k nižší spotřebě energie - tuned. Tento nástroj vznikl v rámci projektu Fedora, ale je použitelný v libovolné distribuci GNU/Linuxu.

Architektura tuned je založena na pluginech, jež se dělí do dvou skupin - monitorovací a nastavovací. Monitorovací pluginy slouží ke sledování aktuálních provozních parametrů systému. Nastavovací pluginy tyto informace dále využívají a dle definovaných pravidel dynamicky upravují nastavení systému tak, aby byla spotřeba el. energie snížena na minimum při zachování přibližně stejné odezvy pro uživatele. V současné době existují tři páry pluginů - pro CPU, síťové karty a pevné disky. Dále tuned pracuje s ktune jehož prostřednictvím upravuje dle zvoleného profilu statické nastavení systému, především parametrů jádra.

Profily

Z uživatelského pohledu pracuje tuned s tzv. profily. Profil je sada souborů obsahujících nastavení pro ktune a tuned. V současné době existuje 9 profilů odpovídajících různým nárokům na systém jakožto i různým hardwarovým sestavám:

• default: Jedná se profil aktivovaný implicitně, není-li zadán žádný jiný. Obsahuje obecná základní nastavení. Má nejmenší dopad na množství odebírané energie a pracuje pouze se dvěma páry pluginů - pro CPU a disk.
• desktop-powersave: Nastavení pro desktopovou sestavu. Aktivuje ALPM ^{Aggresive Link Power Management}http://www.lesswatts.org/tips/disks.php a všechny tři pluginy tuned.
• server-powersave: Stejně jako desktop-powersave aktivuje ALPM, vypíná CD-ROM polling HALu a pracuje s pluginy tuned CPU a disk.
• laptop-ac-powersave: Plugin zaměřený na notebook připojený k síťovému zdroji. Aktivuje ALPM, pracuje s pluginy tuned pro CPU, disky i ethernet a zároveň nastavuje režim úspory wifi.
• laptop-battery-powersave: „Nejagresivnější“ profil použitelný nejen na noteboocích, ale jeho aktivace se negativně projevuje na výkonu systému, a to především na latenci diskových operací a síťových přenosů. Obsahuje stejná nastavení jako předchozí profil, ale přidává k nim ještě plánování „ligthmulticore“ zátěže s ohledem na nízký příkon a úsporný režim audia AC97. Kontroluje nastavení CPU governoru (politiku dynamických změn taktovací frekvence CPU) a případně nastavuje na hodnotu ondemand.
• throughput-performance: Profil určený pro maximální výkonnost serveru. Deaktivuje tuned i ktune. Pomocí nastavení sysctl dosahuje vyšší propustnosti diskových operací a síťových přenosů. Zároveň aktivuje tzv. deadline scheduler.
• latency-performance: Podobný předchozímu profilu, ale je orientován na minimalizaci latence.
• enterprise-storage: Nastavuje CPU governor do režimu pro výkon, aktivuje transparentní přidělování velkých stránek paměti, vypíná bariéry souborových systémů a zvyšuje readahead hodnotu disků.
• spindown-disk: Tento profil zahrnuje aktivaci ALPM disků a USB autosuspend. Dále deaktivuje HAL CD-ROM polling a nastavuje režimy úspory pro wifi a pevné disky (např. kratší čas pro spindown).

Pokud však někomu tato nabídka nestačí, může si vytvořit profil(y) vlastní. Každý profil má v adresáři /etc/tune-profiles svůj vlastní podadresář obsahující soubory:

• tuned.conf - konfigurační soubor pro tuned
• sysctl.ktune - nastavení sysctl aplikovaná ktune (stejný formát jako /etc/sysconfig/sysctl)
• ktune.sysconfig - konfigurační soubor ktune
• ktune.sh - shell skript podobný init skriptům spuštěný při startu služby ktune během startu systému

Samozřejmě není nutné začínat „od podlahy“. Jednodušší variantou je zkopírování souborů některého z existujících profilů a ty následně upravit dle vlastních představ.

Použití

Základním krokem práce s libovolným nástrojem je instalace. Pokud používáte distribuci Fedora, v rámci níž projekt tuned vznikl, stačí Vám prosté

yum install tuned

V jiných distribucích si pravděpodobně budete muset poradit s trochu náročnějším postupem - stažením zdrojového kódu ze stránek projektu a instalací pomocí

make install

Ke spuštění poslouží příkaz

service tuned start

případně, chceme-li, aby byl tuned spouštěn při každém startu počítače

chkconfig tuned on

Při startu si tuned načítá soubor s nastavením, implicitně /etc/tuned.conf (lze změnit pomocí přepínače -c na libovolnou jinou cestu). Tento soubor ve formátu ini obsahuje sekce pro jednotlivé pluginy a hlavní sekci s obecnými nastaveními. Podrobněji vizte /etc/tuned.conf.

Dostupné profily lze vypsat příkazem

tuned-adm list

a následně aktivaci vybraného profilu

tuned-adm profile 'vybrany_profil'

Deaktivaci tuned provedeme pomocí

tuned-adm off

Pro další informace vizte man tuned a man tuned-adm.

Shrnutí

Pomocí tuned lze dosáhnout úspory el. energie a na noteboocích tak delší výdrže při provozu na baterii. Velikost těchto úspor je však závislá na užívaném hardware i na vhodné volbě profilu. Celý projekt je stále ve vývoji a jistě se v budoucnosti dočkáme ještě větších úspor. Pro více informací vizte http://fedorahosted.org/tuned/.

---

Tento článek vznikl v rámci bakalářské práce Vratislava Podzimka.