Обзор технологии Intel® Speed Select Technology

Владимир Туров Разработчик

6 сентября 2021

В современных процессорах применяются десятки различных технологий, каждая из которых по-своему уникальна. Сегодня мы расскажем об одной из них.

Что такое Intel® Speed Select Technology

Intel® Speed Select (SST) — это технология, которая предоставляет возможность гибкой настройки производительности, доступная на процессорах Intel® Xeon® Scalable с суффиксом «Y».

Процессоры с технологией SST имеют несколько преднастроенных профилей, каждый из которых задает количество активных ядер и базовую частоту процессора. Это позволяет иметь множество одинаковых серверов, которые конфигурируются под текущие задачи.

Так для тестового окружения можно выделить сервера с большим количеством ядер, а для продуктового окружения — с большей тактовой частотой. При этом использование одинаковых конфигураций серверов упростит построение и обслуживание серверов. Дополнительный «плюс»: при необходимости тестовые сервера можно переконфигурировать для работы в продуктовом окружении.

Рассмотрим на примере Intel® Xeon Gold 6336Y.

Название профиля	Количество ядер	Базовая частота, ГГц	Максимальная частота, ГГц	TDP, Ватт
Base	24	2.4	3.6	185
Config 3	12	2.9	3.6	150
Config 4	8	3.1	3.6	140

По умолчанию процессор работает в профиле «Base» с 24 ядрами и базовой частотой 2.4 ГГц. В случае, если сервер используется с включенной опцией Intel® Turbo Boost, то снижение количества ядер приведет лишь к снижению энергопотребления и тепловыделения.

При использовании технологии SST на серверах с выключенной опцией Turbo Boost прирост базовой частоты ощутим.

Как включить

Выбор профиля технологии SST производится в Setup Utility при загрузке сервера. Местонахождение настроек и их именование может отличаться в зависимости от используемой материнской платы. В нашем случае путь до настроек следующий:

Setup Utility -> CPU Configuration -> Advanced Power Management Configuration -> CPU P States Configuration

На серверах, арендуемых в Selectel, указанные действия выполняются силами технической поддержки через запрос в тикете.

*Настройки Intel® SST в Aptio Setup Utility*

Меню настроек SST содержит множество пунктов и краткую таблицу с характеристиками доступных профилей. Рассмотрим наиболее интересные:

SpeedStep (Pstates) — включает или отключает управление производительностью процессора через P-states.
Intel SST-PP (Speed Select Technology — Performance Profile) — позволяет выбрать один из доступных профилей, описанных в таблице ниже.
Dynamic SST-PP — включает режим изменения профиля без перезагрузки сервера.
Activate SST-BF (Speed Select Technology — Base Frequency) — включает возможность повышения базовой частоты для определенных ядер ценой снижения для остальных.
Configure SST-BF — определяет кто должен конфигурировать ядра с повышенной частотой.
Turbo Mode — включает или выключает режим Intel® Turbo Boost.

*Разница базовых частот при включенной опции SST-BF (источник* *intel.ru*)

Функция Base Frequency позволяет выбрать определенные процессорные ядра и повысить на них тактовую частоту, снизив частоту остальных ядер. Это позволяет ускорить выполнение приложений, критичных к тактовой частоте.

Внесение изменений в раздел настроек Intel Speed Select обычно требует перезагрузки и манипуляций в Setup Utility. Однако, если включить опцию Dynamic SST-PP, то изменение числа ядер возможно прямо на «живой» системе.

*При включенной опции Dynamic SST-PP выбор профиля в Setup Utility недоступен.*

Для настройки SST-PP и SST-BF необходима утилита intel-speed-select. Хотя данная утилита включена в исходные коды ядра, в некоторых дистрибутивах Linux она отсутствует. Установить ее достаточно просто.

Посмотрим на установленную версию ядра:

uname -a

Сперва скачиваем исходный код вашей версии ядра, например, с kernel.org.

Далее распаковываем и компилируем требуемую утилиту.

wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.4.143.tar.xz

tar xvf linux-5.4.143.tar.xz

cd linux-5.4.143/tools/power/x86/intel-speed-select/

make

sudo make install

Теперь утилита доступна для использования. Включаем профиль 3:

intel-speed-select perf-profile set-config-level -l 3 -o

В некоторых случаях выполнение этой команды может привести к ошибке.

Option is set to online/offline
offline cpu 0
intel-speed-select: /sys/devices/system/cpu/cpu0/online open failed: No such file or directory

Это связано с тем, что для данного процессора ядро 0 (самое первое, на котором загружается ОС) не может быть отключено по умолчанию. Решить эту проблему просто: включить поддержку отключения первого ядра через добавление параметра cpu0_hotplug в аргументы ядра.

При использовании загрузчика GNU GRUB 2 достаточно дополнить переменную GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT в файле /etc/default/grub и выполнить команду update-grub.

Теперь, когда мы умеем настраивать процессор, перейдем к тестам.

Тестирование

Для тестирования мы используем GeekBench 5. Мы провели тесты всех профилей с включенным и выключенным Turbo Boost. Результаты представлены в таблицах ниже.

Single-Core Score

Профиль	С Turbo Boost	Без Turbo Boost
Base	1286	848
Config 3	1288	1081
Config 4	1285	1155

Multi-Core Score

Профиль	С Turbo Boost	Без Turbo Boost
Base	37184	28328
Config 3	24469	20649
Config 4	18737	15456

Легко заметить, что с режимом Turbo Boost производительность одноядерных вычислений не изменилась, а в многоядерных задачах производительность упала. Однако, если решаемые задачи не предполагают использования Turbo Boost, то тонкая настройка с помощью Intel® SST может быть актуальна.

Заключение

Технология Intel® SST — это специфичная технология, которая позволяет «изменять» конфигурацию сервера без физического вмешательства. Эта технология имеет узкую специализацию и заточена под задачи, которые не используют режим Turbo Boost.