Вопрос или проблема
Мы создаем виртуальные потоки ОС внутри гостевой ОС, но фактическое физическое ядро находится на хост-машине. Сделает ли установка hyperthread = true в конфигурации гостевой ВМ какую-либо разницу?
Я могу представить, как работает гиперпоточность на хосте, так как у него есть физическое ядро, но ВМ имеет виртуализированные потоки ОС, поэтому мне трудно представить гиперпоточность внутри ВМ.
Может ли кто-то объяснить, как это будет полезно?
Сопоставление потоков ВМ с потоками хоста — это искусство само по себе.
Если у вас фиксированное сопоставление, тогда имеет смысл сообщить гостевой ОС о SMT, чтобы она избегала планирования дополнительных потоков на ядре, когда оно все еще имеет неиспользованные ядра.
Если у вас переменное сопоставление, которое превышает возможности, нет особого смысла, просто позвольте гостю использовать виртуальные “ядра” взаимозаменяемо, а хосту распределять нагрузку по физическим ядрам.
Если у вас система NUMA, имеет смысл информировать гостя об этом, даже если у вас переменное сопоставление. Виртуальные процессоры должны быть связаны с физическим сокетом, чтобы гости могли выбирать ограничить процесс одним сокетом или использовать более медленную, но более справедливую очередь работы.
Я полагаю, что это настройка для планирования KVM. Обычно вы настраиваете, установив топологию ЦП. Поскольку HT-“ядра” медленнее, вы не должны устанавливать эту настройку. Это связано с тем, что имитация/вируализация-потоки попадают на реальные ядра. Они быстрее.
У меня есть сильно настроенный XML virsh, и я не могу сказать вам, что вы можете ожидать максимум 25% прироста производительности на виртуальном потоке. Если вы добавите это дополнительно! В заключение это будет означать, что вы потеряете 75%, если поток работает на виртуальном ядре вместо реального. Этот пример подразумевает полное использование.
Разница, которую даст гиперпоточность, будет зависеть исключительно от приложения, которое вы будете запускать на ВМ… Но одно можно сказать точно: гиперпоточность действительно помогает распределить нагрузку между многими ЦП, которые у вас могут быть…
Ответ или решение
Гиперпоточность (Hyper-Threading, HT) может существенно повлиять на производительность виртуальных машин (VM), работающих на базе KVM (Kernel-based Virtual Machine). Давайте разберем, как именно эта технология может быть полезна в контексте VMware и как она влияет на виртуальные процессы.
Что такое гиперпоточность?
Гиперпоточность — это технология, изначально разработанная компанией Intel, которая позволяет одному физическому процессорному ядру обрабатывать два потока данных одновременно. Это достигается за счет того, что ядро может переключаться между потоками, пока один из потоков ожидает завершения операции (например, доступа к памяти). Гиперпоточность позволяет улучшить использование ресурсов процессора и увеличить общую производительность системы.
Как работает гиперпоточность в KVM?
Когда вы создаете виртуализированные ОС на хост-машине, каждая ВМ получает доступ к виртуальным процессорным ядрам (vCPUs), которые мапятся на физические ядра хоста. Если гиперпоточность включена на уровне хост-системы, то возможно, что несколько vCPUs могут быть назначены на одно и то же физическое ядро, увеличивая возможность одновременной обработки.
На что надо обратить внимание:
-
Картирование потоков: Важно понимать, как VM потоки (vCPUs) будут сопоставляться с физическими потоками на хосте. Если у вас имеется фиксированное сопоставление потоков, то установка
hyperthread = trueв конфигурации вашей гостевой ВМ может иметь значение. Это позволяет гостевой ОС избегать назначения потоков на одно и то же ядро, которое уже загружено, тем самым обеспечивая более равномерное распределение нагрузки. -
Гибкое сопоставление и перегрузка: Если ваше сопоставление потоков является гибким и вы используете перегрузку CPU, то возможные выигрыши от гиперпоточности могут быть менее заметны. В этом случае, вы можете позволить гостевой ОС использовать виртуальные ядра взаимозаменяемо, а хосту распределять нагрузку по физическим ядрам наиболее оптимальным образом.
-
NUMA-системы: Если ваша система имеет архитектуру NUMA (Non-Uniform Memory Access), имеет смысл сообщить гостю о NUMA-структуре. Это позволит виртуальным процессорам быть привязанными к физическому сокету, что может улучшить производительность за счет более эффективного использования локальной памяти.
Параметры настройки и производительность
Установленный параметр hyperthread = true может приводить к потенциальным приростам производительности, особенно если приложения, работающие в ВМ, могут эффективно использовать многопоточность. Но следует помнить, что прирост производительности зависит от специфики вашего приложения и того, насколько оно эффективно использует дополнительные потоки.
Опыт показывает, что вы можете ожидать до 25% прироста производительности при использовании гиперпоточности, но это также может привести к снижению производительности, если потоки неправильно назначены. Важно помнить, что виртуальные ядра на самом деле медленнее, чем физические, и не рекомендуется устанавливать гиперпоточность, если вы планируете большой объем активной работы с VMs.
Заключение
В заключение, гиперпоточность в KVM может быть полезной, но ее эффективность будет зависеть от архитектуры приложения и способа распределения нагрузки на хост-машину. Вам следует внимательно продумывать параметры конфигурации вашей виртуальной машины и регулярно анализировать её производительность, чтобы найти оптимальный баланс между виртуальными и физическими ресурсами.