減少Linux上的性能變化

Question

我試圖對基於Linux的Intel Pentium上運行的軟件進行基准測試。 問題是，在使用RDTSC指令時，在連續測試運行期間，我得到了相當大的性能變化。 完全相同軟件的運行時間在500萬到1000萬個時鍾周期之間變化，因此在最壞的情況下，我的開銷為100％。 我知道存在由緩存爭用引起的性能差異，但是，我是否有可能消除其他潛在問題，如中斷，其他進程等？

感謝任何有用的提示如何正確地做到這一點。

非常感謝，肯尼

Answer 1

這個一般領域的常見問題是：

• 多CPU /多核系統中的進程遷移
• RDTSC在多CPU /多核系統的核心之間不一致
• 占用CPU時間的其他進程（也包括中斷，I / O，屏幕活動等）
• 自動CPU時鍾頻率縮放
• VM頁面錯誤等

解決方案：

• 如果您在多CPU /多核系統上運行單線程進程，則使用CPU親和性將進程鎖定到特定核心。 （從命令行使用taskset或從代碼中調用sched_setaffinity（）。）

• 確保沒有其他進程占用CPU時間，禁用屏幕保護程序或其他桌面動畫，並確保在代碼運行時沒有屏幕更新。 在代碼計時期間也不要使用例如printf到GUI控制台窗口 - 保存任何結果輸出，直到收集完最后一個時間戳。 （如果可能的話，你甚至可以考慮徹底殺死GUI。）

• 使用比RDTSC更可靠的計時方法（我通常在Linux上使用clock_gettime（CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID，...））。

• 禁用自動時鍾頻率縮放（例如Linux：cpufreq-set）

• 在循環中運行代碼，例如N次重復，最好為任何大型數據結構重新使用相同的內存分配（以消除VM頁面錯誤的影響等）。 忽略第一次測量並平均剩余的N-1次測量。

Answer 2

一些常見的事情：提高測試進程的優先級（man 1 nice），停止盡可能多的其他進程，卸載未使用的內核模塊，刷新磁盤緩存（以便后台內核線程工作少），在單用戶模式下重啟？

Answer 3

減少系統環境引起的變化的最佳方法是在“單用戶”模式（也稱為initlevel 1或“恢復模式”）下運行基准測試。

您可以通過將“-s”作為引導時選項傳遞給內核來啟動此模式，也可以使用“init 1”將正在運行的系統切換到該模式。

在此模式下，所有守護程序都將停止，並以root用戶身份登錄。 幾乎所有在系統上運行的東西都是從您的交互式終端運行的。

Answer 4

請確保在BIOS和操作系統中停用頻率調整。 此外，它聽起來像你正在使用P4，所以一定要關閉超線程。

由於這些原因，我遇到了過去描述的性能差異。

此頁面介紹了如何打開它 ，這應該給你你需要關閉它是什么。

您還需要重新啟動計算機並查看BIOS設置以確定它是否自動執行，而無需操作系統知道。

Answer 5

您是否考慮過在valgrinds cachegrind或callgrind工具中運行代碼？ 這些應該能夠通過valgrinds“VM”運行代碼為您提供准確的指令計數。