寫在前面

• 整理一些Linux用電功耗調優的筆記，分享給小伙伴，關于用電調優個人覺得:
• 最好使用powertop這樣的專業工具來搞
• 或者使用Linux自帶的調優策略來
• 建議針對某些策略進行調優要做好評估，錯誤預算。
• 如果單純為了省電，造成生產故障，最后一地雞毛,那就得不償失，好心辦了壞事。
• 博文提到的策略個人覺得部分并不適合生產環境，部分可以嘗試，有些可能內核原因已經不支持了，這里整理出來作為了解
• 博文內容涉及:
  • 紅帽推薦的節能策略，書有些舊，所以部分修改內核參數的模塊簡單記錄，博文沒有Demo
  • 使用紅帽自帶調優模塊tuned調優
  • 使用節源工具powertop自動調優
• 食用方式
  • 需了解Linux基礎知識

「 我以為愛情可以填滿人生的遺憾，然而，制造更多遺憾的卻偏偏是愛情」

我的Linux內核版本

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$uname-r
4.18.0-193.el8.x86_64
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$

節能策略

管理與高CPU活動相關的功耗和廢熱是數據中心運行的主要關注點之一。對于需要最大限度延長電池壽命的移動設備來說，最大限度地減少功耗也越來越重要。

可以使用一些通用策略來降低計算機上的功耗：

• 禁用未使用的服務。
• 禁用不用的硬件設備。
• 避免對系統進行輪詢操作。
• 延長延遲活動的生命周期。
• 允許不活動的設備進入省電狀態。

下面我們我們看一些可以在在Linux系統上實現這些策略的一些方法。

「禁用以太網局域:ethtool -s eth0 wol d」

這里需要注意的是，當禁用之后，同一局域網下就不支持遠程開機了

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$ethtool-seth0wold
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$ethtooleth0
Settingsforeth0:
Supportedports:[TP]
Supportedlinkmodes:1000baseT/Full
10000baseT/Full
Supportedpauseframeuse:No
Supportsauto-negotiation:No
SupportedFECmodes:Notreported
Advertisedlinkmodes:Notreported
Advertisedpauseframeuse:No
Advertisedauto-negotiation:No
AdvertisedFECmodes:Notreported
Speed:10000Mb/s
Duplex:Full
Port:TwistedPair
PHYAD:0
Transceiver:internal
Auto-negotiation:off
MDI-X:Unknown
SupportsWake-on:uag
Wake-on:d
Linkdetected:yes
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$

支持Wake-On-LAN的以太網卡必須保持供電以監控Wake-On-LAN以太網幀(可用于遠程開機)，即使在系統斷電的情況下。

「啟用筆記本模式」

當啟用筆記本模式時，緩存中的臟頁一次提交，而不是隨著時間的推移分散提交，減少了硬盤休眠后重新啟動的需要。

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$echo1>/proc/sys/vm/laptop_mode
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$cat/proc/sys/vm/laptop_mode
1
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$

「關閉 nmi_watchdog」

nmi_watchdog 內核模塊用于監視內核，并在懷疑CPU陷入繁忙循環時生成一個不可屏蔽的“中斷”，允許內核記錄調試信息。

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$cat/proc/sys/kernel/nmi_watchdog
1
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$echo0>/proc/sys/kernel/nmi_watchdog
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$cat/proc/sys/kernel/nmi_watchdog
0
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$

「啟用noatime文件系統掛載選項，不更新訪問時間」

Unix atime跟蹤文件的訪問時間，其效果是每次讀都有一個相關的寫操作來更新atime。atime字段很少使用，可以通過使用noatime掛載文件系統來禁用它。注意，Linux 6內核支持relative選項，該選項維護atime字段，但將更新提交推遲一天。我們當前的系統為Linux release 8.2 (Ootpa)支持relative和strictatime

man幫助文檔

atimeDonotusethenoatimefeature,sotheinodeaccesstimeiscontrolledbykerneldefaults.See
alsothedescriptionsoftherelatimeandstrictatimemountoptions.

noatime
Donotupdateinodeaccesstimesonthisfilesystem(e.g.forfasteraccessonthenewsspoolto
speedupnewsservers).Thisworksforallinodetypes(directoriestoo),soitimplies
nodiratime.

啟用方式

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$mount-oremount,noatime/dev/mapper/rhel-home/home

可以通過stat命令來查看文件目錄的詳細信息

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/home]
└─$stat/home/
File:/home/
Size:23Blocks:0IOBlock:4096directory
Device:fd02h/64770dInode:128Links:3
Access:(0755/drwxr-xr-x)Uid:(0/root)Gid:(0/root)
Context:system_uhome_root_t:s0
Access:2020-11-250533.506038318+0800
Modify:2022-04-112350.446087028+0800
Change:2022-06-031141.288596109+0800
Birth:-

「禁用經常不使用的藍牙接口」

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/home/liruilong]
└─$hciconfighci0down

藍牙無線電接收器耗電，并需要連接USB子系統(額，英語小白..原文：and exercises the USB subsystem.)。我們平常基本不會用的，禁用它

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/home/liruilong]
└─$hciconfig-a
hci0:Type:PrimaryBus:USB
BDAddress:3C8061:72ACLMTU:8192:128SCOMTU:64:128
UPRUNNING
RXbytes:1048acl:0sco:0events:51errors:0
TXbytes:1209acl:0sco:0commands:51errors:0
Features:0xff0xff0x8f0xfe0x830xe10x080x80
Packettype:DM1DM3DM5DH1DH3DH5HV1HV2HV3
Linkpolicy:RSWITCHHOLDSNIFFPARK
Linkmode:SLAVEACCEPT
Name:'liruilongs.github.io'
Class:0x4c0000
ServiceClasses:Rendering,Capturing,Telephony
DeviceClass:Miscellaneous,
HCIVersion:2.1(0x4)Revision:0x100
LMPVersion:2.1(0x4)Subversion:0x100
Manufacturer:notassigned(6502)

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/home/liruilong]
└─$hciconfigpscan
hci0:Type:PrimaryBus:USB
BDAddress:3C8061:72ACLMTU:8192:128SCOMTU:64:128
UPRUNNING
RXbytes:1840acl:0sco:0events:78errors:0
TXbytes:1571acl:0sco:0commands:78errors:0
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/home/liruilong]
└─$hciconfighci0down
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/home/liruilong]
└─$hciconfigpscan
hci0:Type:PrimaryBus:USB
BDAddress:3C8061:72ACLMTU:8192:128SCOMTU:64:128
DOWN
RXbytes:1840acl:0sco:0events:78errors:0
TXbytes:1571acl:0sco:0commands:78errors:0

「啟用按需CPU頻率調控器」

Linux內核允許通過可配置的策略來控制CPU速度。ondemand調控器允許cpu閑置或在使用不頻繁時以較低的速度運行。

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/usr/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$cat/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/usr/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$modprobecpufreq_ondemand
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/usr/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$echoondemand>/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/usr/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$

常見策略我們簡單來看下。

• ondemand：系統默認的超頻模式，按需調節，內核提供的功能，不是很強大，但有效實現了動態頻率調節，平時以低速方式運行，當系統負載提高時候自動提高頻率。以這種模式運行不會因為降頻造成性能降低，同時也能節約電能和降低溫度。一般官方內核默認的方式都是ondemand。
• interactive：交互模式，直接上最高頻率，然后看CPU負荷慢慢降低，比較耗電。Interactive 是以 CPU 排程數量而調整頻率，從而實現省電。InteractiveX 是以 CPU 負載來調整 CPU 頻率，不會過度把頻率調低。所以比 Interactive 反應好些，但是省電的效果一般。
• conservative：保守模式，類似于ondemand，但調整相對較緩，想省電就用他吧。Google官方內核，kang內核默認模式。
• smartass：聰明模式，是I和C模式的升級，該模式在比interactive 模式不差的響應的前提下會做到了更加省電。
• performance：性能模式,只有最高頻率，從來不考慮消耗的電量，性能沒得說，但是耗電量。
• powersave 省電模式，通常以最低頻率運行。
• userspace：用戶自定義模式，系統將變頻策略的決策權交給了用戶態應用程序，并提供了相應的接口供用戶態應用程序調節CPU 運行頻率使用。也就是長期以來都在用的那個模式。可以通過手動編輯配置文件進行配置
• Hotplug：類似于ondemand, 但是cpu會在關屏下嘗試關掉一個cpu，并且帶有deep sleep，比較省電。

臨時設置,發現報錯了。根據提示信息我們排查一下問題。

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu/cpu0]
└─$cpupowerfrequency-set-gondemand
Settingcpu:0
Errorsettingnewvalues.Commonerrors:
-Doyouhaveproperadministrationrights?(super-user?)
-Isthegovernoryourequestedavailableandmodprobed?
-Tryingtosetaninvalidpolicy?
-Tryingtosetaspecificfrequency,butuserspacegovernorisnotavailable,
forexamplebecauseofhardwarewhichcannotbesettoaspecificfrequency
orbecausetheuserspacegovernorisn'tloaded?

查frequency-info信息，發現調頻的信息都沒有

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu/cpu0]
└─$cpupowerfrequency-info
analyzingCPU0:
noorunknowncpufreqdriverisactiveonthisCPU
CPUswhichrunatthesamehardwarefrequency:NotAvailable
CPUswhichneedtohavetheirfrequencycoordinatedbysoftware:NotAvailable
maximumtransitionlatency:Cannotdetermineorisnotsupported.
hardwarelimits:NotAvailable
availablecpufreqgovernors:NotAvailable
Unabletodeterminecurrentpolicy
currentCPUfrequency:Unabletocallhardware
currentCPUfrequency:Unabletocalltokernel
booststatesupport:
Supported:no
Active:no
BoostStates:0
TotalStates:1
Pstate-P0:1600MHz

可能是調頻模塊沒有啟動，我們來看下。

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu/cpu0]
└─$cd/sys/devices/system/cpu/cpu0;ls
cachecrash_notes_sizefirmware_nodenode0subsystemuevent
crash_notesdrivermicrocodepowertopology

確實么有名為cpufreq的文件夾,然后我們看一下我的CUP信息

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu/cpu0]
└─$cat/proc/cpuinfo|grepname
modelname:AMDRyzen72700UwithRadeonVegaMobileGfx
modelname:AMDRyzen72700UwithRadeonVegaMobileGfx
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu/cpu0]
└─$

可以用的 CPUfreq 模塊

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu/cpu0]
└─$ls/usr/lib/modules/$(uname-r)/kernel/drivers/cpufreq/
acpi-cpufreq.ko.xzp4-clockmod.ko.xzspeedstep-lib.ko.xz
amd_freq_sensitivity.ko.xzpowernow-k8.ko.xz
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu/cpu0]
└─$

• p4-clockmod.ko.xz Intel P4的處理器
• speedstep-lib.ko.xz 迅弛，很多筆記本都是這個
• amd_freq_sensitivity.ko.xz,powernow-k*.ko AMD處理器用的
• acpi-cpufreq.ko.xz 如果所有的都不行，試試這個，（但2.6.20或以上的內核推薦優先使用該項）

加載一下AMD對應的模塊試試，發現沒辦法加載

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$modprobepowernow-k8
modprobe:ERROR:couldnotinsert'powernow_k8':Nosuchdevice

嘗試修改一下配置試試,我們要修改這個文件

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$cat/proc/cmdline
BOOT_IMAGE=(hd0,msdos1)/vmlinuz-4.18.0-193.el8.x86_64root=/dev/mapper/rhel-rootroresume=/dev/mapper/rhel-swapnet.ifnames=0biosdevname=0rd.lvm.lv=rhel/rootrd.lvm.lv=rhel/swaprhgbquiet

但是cmdline 不能直接更改，而是通過更改配置文件生成的該文件

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$sed'$aGRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="intel_pstate=disable"'/etc/default/grub
GRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed's,release.*$,,g'/etc/system-release)"
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="resume=/dev/mapper/rhel-swapnet.ifnames=0biosdevname=0rd.lvm.lv=rhel/rootrd.lvm.lv=rhel/swaprhgbquiet"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"
GRUB_ENABLE_BLSCFG=true
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="intel_pstate=disable"
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$sed-i'$aGRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="intel_pstate=disable"'/etc/default/grub

運行grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg，重新生成config文件

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$grub2-mkconfig-o/boot/grub2/grub.cfg
Generatinggrubconfigurationfile...

reboot 重啟檢查/proc/cmdline

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$cat/proc/cmdline|grepintel_pstate=disable
BOOT_IMAGE=(hd0,msdos1)/vmlinuz-4.18.0-193.el8.x86_64root=/dev/mapper/rhel-rootroresume=/dev/mapper/rhel-swapnet.ifnames=0biosdevname=0rd.lvm.lv=rhel/rootrd.lvm.lv=rhel/swaprhgbquietintel_pstate=disable

還是不行，時間關系這里做簡單記錄，感興趣小伙伴在研究下，看文檔需要系統 BIOS 配置為允許操作系統控制 CPU 電源管理

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/usr/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$modprobepowernow-k8
modprobe:ERROR:couldnotinsert'powernow_k8':Nosuchdevice
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/usr/lib/modules/4.18.0-193.el8.x86_64/kernel/drivers/cpufreq]
└─$

感興趣小伙伴可以參考下這個：https://access.redhat.com/solutions/253803

「將符合AC97的聲卡設置為省電模式」

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$cat/sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save
5
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$echo1>/sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$cat/sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save
1
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$

「禁用rsyslogd同步」rsyslog是一個開源的軟件程序，它負責寫入日志。它記錄絕大部分的日志記錄，和系統有關的、安全、認證ssh,su、計劃任務at,cron等日志。所以這要根據實際情況選擇，如果遇到木馬入侵等安全相關問題，通過日志排查可以發現問題。

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$sed-e's#s/var/log/#-&#'/etc/rsyslog.conf

默認情況下，rsyslogd在寫入所有文件后同步所有文件。在文件名前面加上"-"將禁用此行為。

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$grep/var/log/etc/rsyslog.conf
*.info;mail.none;authpriv.none;cron.none/var/log/messages
authpriv.*/var/log/secure
mail.*-/var/log/maillog
cron.*/var/log/cron
uucp,news.crit/var/log/spooler
local7.*/var/log/boot.log
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$

「啟用電源感知CPU調度器」

這個我的機器沒辦法做Demo。感興趣小伙伴可以研究下

echo1>/sys/devices/system/cpu/sched_mc_power_savings

調整任務調度，使任務在盡可能少的內核上調度，允許未使用的cpu空閑。支持以下值。

• 0:無節能負載均衡(默認值)
• 1:對于長時間運行的線程，先填充一個線程/內核/包
• 2:也將任務喚醒到半空閑的cpu包，以節省電力

「增加虛擬機的臟回寫時間」

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu]
└─$cat/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
500
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu]
└─$echo300000>/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu]
└─$cat/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
300000
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/devices/system/cpu]
└─$

vm/dirty_writeback_centisecs sysctl控制I/O緩存中的臟頁提交到磁盤的時間，在Linux中默認為500。增加時間可以顯著減少磁盤旋轉，但在崩潰的情況下會有更多的數據丟失的風險。

「開啟ALPM (SATAAggressive Link Power Management)模式」

現代SATA控制器可以在不工作時進入低功耗模式，從而顯著節省電力。

echomin_power>/sys/class/scsihost/hoste/link_power_management_policy

這個也不行，可能是內核版本的原因，或者是需要安裝TLP電源管理工具

「啟用USB 的autosuspend」

usbcore.autosuspend=1(onthekernelcommand1ine)

USB自動暫停允許不活動的USB設備進入省電模式。

「開啟無線設備的省電模式」

iwprivwlaneset_power5c

無線設備支持不同的功率級別，從1到5不等。O表示自動，6表示不節能。

節能調優配置文件

RHEL7/8的調優服務tuned：提供了大量預設的調優方案，旨在于簡化調優的實施，充分利用系統資源與能效。管理員可以針對不同的業務選擇不同的優化策略,節能的調優可以使用powersave策略

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/class/scsi_host/host0]
└─$tuned-admlist|greppowersave
-powersave-Optimizeforlowpowerconsumption
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/class/scsi_host/host0]
└─$tuned-admprofilepowersave
┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/class/scsi_host/host0]
└─$tuned-admactive
Currentactiveprofile:powersave

配置功率使用powertop

PowerTOP 是一個筆記本電腦節省電源的 Linux 工具。此工具由 Intel 公司發布。它可以幫助用戶找出那些耗電量大的程序，通過修復或者關閉那些應用程序或進程，從而為用戶節省電源。

PowerTOP 要求 Linux 內核開啟 tickless idle 功能，具備 2.6.21 及以上版本。另外，PowerTOP 工作的最佳平臺為筆記本電腦。

官網地址：http://www.linuxpowertop.org/

需要裝包

┌──[root@liruilongs.github.io]-[/sys/class/scsi_host/host0/power]
└─$yum-yinstallpowertop

幫助文檔

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$powertop--help
Usage:powertop[OPTIONS]

--auto-tunesetsalltunableoptionstotheirGOODsetting
-c,--calibraterunspowertopincalibrationmode
-C,--csv[=filename]generateacsvreport
--debugrunin"debug"mode
--extech[=devnode]usesanExtechPowerAnalyzerformeasurements
-r,--html[=filename]generateahtmlreport
-i,--iteration[=iterations]numberoftimestoruneachtest
-q,--quietsuppressstderroutput
-s,--sample[=seconds]intervalforpowerconsumptionmeasurement
-t,--time[=seconds]generateareportfor'x'seconds
-w,--workload[=workload]filetoexecuteforworkload
-V,--versionprintversioninformation
-h,--helpprintthishelpmenu

Formorehelppleaserefertothe'man8powertop'

Tunables 分頁為調優選擇

請使用 Tab, Shift + Tab 或方向鍵 ←, → 切換至 Tunables 分頁 ↑, ↓ 上下移動，于欲調校的項目按下 Enter 進行調校，當所有狀態顯示為 Good 后即可按下 q 離開。

也可以通過命令來批量設置

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$powertop--auto-tune
modprobecpufreq_statsfailedLoaded0priormeasurements
RAPLdeviceforcpu0
RAPLdeviceforcpu0
Devfreqnotenabled
globreturnedGLOB_ABORTED
theportissda
LeavingPowerTOP
┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$

PowerTOP 本身并無儲存功能，但我們可以借由 powertop --html/csv 產生的報告來調校系統，甚至于開機時載入這些設定.

┌──[root@liruilongs.github.io]-[~]
└─$powertop--html
modprobecpufreq_statsfailedLoaded0priormeasurements
RAPLdeviceforcpu0
RAPLdeviceforcpu0
Devfreqnotenabled
globreturnedGLOB_ABORTED
Preparingtotakemeasurements
Taking1measurement(s)foradurationof20second(s)each.
theportissda
PowerTOPoutputingusingbasefilenamepowertop.html

PSE:docker>scproot@192.168.26.66:/root/powertop.html.
root@192.168.26.66'spassword:
powertop.html100%71KB9.9MB/s00:00
PSE:docker>