Dotaz: Jak sestavit výkonný kernel pro specifickou aplikaci?

[Fastmancz]

Zdravím,

předem chci říci, že se sestavou kernelu nemám zkušenosti, a proto nevím, jak obtížné to je. Nicméně k dotazu.

Mám dedikovaný server o HW:
Intel Core i7-3770 (3.40 GHz / 3.90 GHz)
HDD 2x HDD SATA 3,0 TB
RAM 2x RAM 8192 MB DDR3

OS:
Debian GNU/Linux 9 (stretch)
SMP Debian 4.9.189-3+deb9u2 (2019-11-11) x86_64

Potřeboval bych sestavit specifický kernel, který by byl aplikovaný na herní servery hry Counter-Strike: Global Offensive. Samotná aplikace SRCDS přes kterou se spouští server, tak trpí problémem, že využívá pouze 1 jádro na herní server, a pokud bude tickrate zvednut ze 64 na 128 Tick (tj. lepší výpočetní přesnost), tak je logické, že se zvedne zatížení cpu o 100% a tím jsou kladeny větší nároky na rychlost procesoru a linuxového kernelu (aby zpracovával požadavky co nejrychleji a nejpřesněji).

Je možné při sestavě kernelu nastavit, aby:

1. linux využíval procesor na 100% (rozumějte bez různých nesmyslných "energy save - powersave" - cpu frequency scaling), v tomto případě by se hodilo natvrdo hodit performance.
2. bylo permnanentně zapnuté turbo (tj. 3.90 GHz).
3. měla hodnota CONFIG_HZ 1 000 Hz (původně je 230 Hz).
4. byl výkon primárně zaměřen na aplikace SRCDS (je vůbec možné udělat, aby aplikace využívala všechna jádra?)

Vím, že se v tom vyznáte daleko víc, a proto by mě zajímalo, co by bylo dobré vědět při kompilaci kernelu. Jinak co byste v mé situaci z kernelu odstranili, aby byl zajištěn co nejlepší výkon?

Děkuji všem za odpovědi a případné rady.

Odpovědi

[Michal]

1.+2. Neni treba kompilovat kvuli tomu vlastni kernel. Tohle jde udelat i za behu (googluj scaling_governor) nebo mozna jeste lepe vhodnym nastavenim BIOSu (nastavenim frekvence natvrdo a povypinanim veci jako power states, EIST atd.)

3. Pokud nechces mit vic serveru nez jader tak tohle rozhodne nechces delat. Chces, aby procesy bezely co nejdele aniz by je scheduler zbytecne casto prerusoval. Presne to by zvetseni te konstanty udelalo.

4. Singlethreadovou apku predelas na multithreadovou tak, ze ji (nebo alespon podstatne casti) prepises Mozna bych si zjistil, zda se nedaji nejak upravit parametry sitoveho stacku (opet za behu nikoliv modifikaci configu) protoze sitovani ta aplikace bude mit jiste dost specificke (hromady malickych UDP tam i zpet)

5. Dulezite je vedet, ze to nemas delat. Doby, kdy se bojovalo za kazdy usetreny kb (o vykonu to nikdy moc nebylo) jsou pryc.

[Michal Kubeček]

Tazatel velmi pravděpodobně nechce ani "2", protože to, čemu říká "turbo", znamená, že procesor běží na vyšší frekvenci, pokud je zatížen jen omezený počet jader, typicky jedno nebo dvě. Takže zařídit, aby to tak bylo pořád, je sice možné, ale téměř jistě to není něco, co by tazatel opravdu chtěl.

[Josef Kufner]

Ono to ani není trvale možné, neboť se mu to přehřeje. To "turbo" je také o tom, že CPU běží na vyšší výkon, než co chladiče uchladí, takže po pár sekundách, se "turbo" musí vypnout, aby se to neupeklo. Pokud se za těch pár sekund zvládne spočítat, co bylo potřeba, tak se CPU tváří, že je výkonější, než skutečně je a uživatel si toho nevšimne.

[trekker.dk]

To "turbo" je také o tom, že CPU běží na vyšší výkon, než co chladiče uchladí, takže po pár sekundách, se "turbo" musí vypnout, aby se to neupeklo

AFAIK ne nutně - pokud jsou ostatní jádra v režimu snížené spotřeby, počítá se, že přebytečné teplo odteče přes ně (samozřejmě se to vylučuje s víceprocesorovou zátěží a s vypnutými věcmi pro úsporu energie)

[cdcwfwfwew]

Ahoj, limitom pre "half-life" je interne 1000 fps. Skus najprv, ci ti tak dany server nebezi pri beznom stave. Ak nie, mrkni najeke zahladne rady tuna: support.steampowered

Ak si dostatocne skilny a mas par vikendov, hod do googlu "unikernel" a mozes "skonvertovat" SRCDS na "operacny sysem" a spustit to nativne na zeleze. Mozno to prida nejake to percento vykonu. Pri java aplikaciach (memcached, ci tomcat", to robilo i desiatky percent (dovody su napriklad v rezii samotneho jadra pri poskytovani jednotneho apicka, performance-evaluation-unikernels.pdf ).

[NN]

Mozna se uz neco zmenilo..

[Josef Kufner]

3. měla hodnota CONFIG_HZ 1 000 Hz (původně je 230 Hz).

Tím výkon snížíš. CONFIG_HZ je o tom, jak často kernel přepíná aplikace a každé přepnutí má nějakou režii (i když nepřepne a jen se koukne, zda by neměl přepnout). Pro low-latency aplikace je dobré mít frekvenci vyšší, aby se různé úlohy dostaly častěji ke slovu. Pro serverové aplikace zas nižší, aby úlohy měly více surového procesorového času.

V případě herního serveru je otázkou, co to udělá s latencí síťového provozu a hrou samotnou. Bude to chtít vyzkoušet a v kontrolovaném prostředí proměřit vliv na hru. Jak se to projeví zátěží CPU a jak odezvou hry. Také bude vhodné poladit nastavení síťovek, neboť pakety mohou být přijímány pomocí přerušení, nebo dotazování. Pro různé povahy provozu se hodí různé přístupy. To také může výrazně ovlivnit, jak ti to pojede.

Pro herní potřeby také můžeš zkusit realtime jádro, resp. nastavit hře realtime prioritu, aby měla hladké a definované latence. Také asi budeš chtít vypnout swap, pokud máš dost paměti, aby nezpůsoboval malé nečekané prodlevy.