Le processeur

Leprocesseur
1.Fonctionnement
Avantd ’ expliquersonfonctionnement,définissonslestermesquivontêtreutilisés:
unprocesseurphysique=unsocket
unprocesseurlogique=uncœurxnombredethread
uncœurphysique=uncœur(sanstenircomptedesthreads)
En2009,lelicensingVMwaresefaitsurlenombredeprocesseursphysiques(limitéà6ou12cœursparprocesseur
selon les éditions (cf. chapitre Architecture de l ’ infrastructure sous VMware vSphere 4) et non sur le nombre de
c œurs.Lenombremaximumdeprocesseurslogiquesparhôteestde64.
a.LagestionduprocesseurparESX
Cettegestioneststructuréedelamanièresuivante(ici,deuxprocesseursphysiquesavecquatrecœurschacun):
Lesinstructionsduprocesseurvirtuel(appelévCPU)desGuestOSsontinterceptéesparlesVMMettransmisesau
VMkernel.LeVMkernelsechargederépartirdynamiquementàintervallesrégulierslachargedetravaildesVMsur
lesdifférentsprocesseurs(oucœursdanslecasd ’ unprocesseurmulticœur)duserveur.LesinstructionsdesVM
sontainsimigréesd ’ unprocesseur(ouuncœur)àunautreenfonctiondelachargedechaqueprocesseur.
Le service console ne tourne que sur le CPU 0 (premier cœur du premier processeur physique). Il est
possiblededédieruneVMàunprocesseur(appelé SchedulingAffinity ).Danscecas,laVMnetournera
quesurleprocesseurdéfinietneserapasmigréesurd ’ autrescœurs.
Leprocesseurestleseulcomposantduserveurquin ’ estpasmasquéparlacouchedevirtualisation.LeGuestOS
voitdoncletypeetlemodèleduprocesseurphysiqueduserveursurlequelils ’ exécute.
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2.Lesprocesseursauservicedelavirtualisation
a.Lemulticœuretlavirtualisation
Certainesétudesd ’ Intelontmontréquel ’ augmentationdelafréquenceapporteungainde13%deperformances
pouruneconsommationélectriqueenhaussede73%.Enrevanche,enajoutantuncœurtoutenréduisantleur
fréquencede20%,lesperformancessontaugmentéesde70%avecuniquement2%deconsommationélectrique
supplémentaire.
Sideuxautrescœurssontajoutés,laconsommationtotaleestàpeineaugmentéede6%pouruneaugmentation
de210%desperformances!
Le multicœurpermetdoncderéduiredemanièreconsidérablelaconsommationélectriquetoutenayantdetrès
bonnesperformances.Lavirtualisationestl ’ unedestechnologiesexploitantlemieuxlespossibilitésdesmulticœurs
carESXsaitgéreruncœurcommeunprocesseurphysique.
Ilestdoncintéressantd ’ avoirun grandnombredecœurs afind ’ atteindredestauxdeconsolidation importants.
Aujourd ’ huicertainsprocesseurspossèdentsixcœurs mais il estprobable que dans quelquesannées,il y aura
plusieursdizainesvoirecentainesdecœursdanslesprocesseursafind ’ atteindredestauxdeconsolidationencore
plusimportants.
b.LeSMPetlevCPU
Ils ’ agitpourunsystèmed ’ exploitationd ’ adresserplusieursprocesseursdifférentssimultanémentenparallélisant
lestâchesd ’ exécutionappelélemultithread.
Celapermetd ’ équilibrer la charge entre les processeurs. En théorie cela peut paraître très intéressant mais en
pratiqueilfautprendrecertainesprécautions.
UnserveuravecplusieursprocesseursphysiquespeutexploiterleSMPetentirerdesbénéficessil ’ applicationa
été développée pour gérer ce parallélisme des tâches d ’ exécution. Mais en pratique, excepté pour quelques
applications de type bases de données (Microsoft SQL, Oracle, IBM DB2) ou des applications métiers ou
scientifiques, il existe très peu d ’ applications en multithread. En effet, il est nécessaire de redévelopper les
applicationssiellesn ’ ontpasétéconçuesdebasepourduSMP.
Danscertainscas,l ’ utilisationduSMPpeutmêmedégraderlesperformancescaruneVMconfiguréeavec2vCPU
nécessite que les deux processeurs soient disponibles en même temps pour traiter la tâche ce qui en
environnementpartagérisquedecréerdescontentions.
vSMPestl ’ exploitationduSMPenenvironnementvirtuel.
Demanièregénérale,avantd ’ utiliserleSMP,ilconvientdeserenseignerauprèsdeséditeursdelogiciels.
LeGuestOStravailleavecdesprocesseursvirtuelsditvCPU.SousvSphere4,ilestpossibledeconfigureruneVM
avec 1, 2, 4 ou 8 vCPU permettant d ’ exploiter le SMP. Il faut noter que le Guest OS doit également pouvoir
supporterleSMP.
Siplusieursapplicationstournentsurlemêmeserveur,ilestpossibledeconfigurerlaVMavecplusieursvCPU,les
performancessontainsiamélioréescarlesprogrammespeuventtournersurdifférentsprocesseurssimultanément.
Enpratique,lespré requissystèmes(OS,servicepack...)peuventrendreincompatibleslesdifférentesapplications,
rendantimpossibleleurcohabitation.Deplus,cetteconfigurationaugmentelerisquedeconflitsdanslagestionde
lamémoire.
Pourlesraisonscitéesprécédemment, iln ’ estpasrecommandédeconfigurerlaVMavecplusd ’unvCPUsaufsi
lesapplicationssontdéveloppéesspécifiquementousil ’ onsouhaitefairetournerplusieursapplicationsdanssaVM.
c.L ’ Hyper Threading
Celaconsiste à créer deuxinstanceslogiques sur un processeurouun cœur. Les tâches d ’ exécutionsontainsi
paralléliséesauseinmêmeducœurpouruntraitementplusefficace.LesprocesseursdetypeIntelNehalemont
réintégrécettefonctionnalitébienqu ’ elleaitdisparuaveclesprocesseursd ’ anciennegénération.
Pour en savoir plus sur les résultats de performances, vous pouvez consulter le site :
http://www.vmware.com/products/vmmark/results.html
SMP(SymmetricMultiProcessing)etvSMP(VirtualSMP)
vCPU
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3.Dimensionnement
LelicensingdevSphere4estbasésurlenombredeprocesseursphysiquesetestvenduàpartirdeunprocesseur
(contrairementàvi3quiétaitvenduparlotdedeuxprocesseurs).
●Même s ’ il est possible de déployer des serveurs Mono processeur (un socket), ils sont peu utilisés
aujourd ’ huicarilsn ’ offrentpasdestauxdeconsolidationimportants.Cependantilspeuventêtreutiliséspour
desbesoinsponctuelsoupourdestestscarleurcoûtesttrèsfaible.
●LesBiprocesseurs(deuxsockets)sontaujourd ’ huilespluslargementrépandusdanslavirtualisationcarils
offrentuntrèsbonrapportprix/ratiodeconsolidation.
●LesQuadriprocesseursvendusontleplusforttauxd ’ attachementàlavirtualisation: plusde20 %des
serveursenquadri processeurssontvenduspourdesprojetsdevirtualisation.
●LesOctoprocesseursetplusreprésententenproportionunfaiblepourcentagedevente.
Combienfaut ildeVMparserveur?
Ilestdifficilederépondreàcettequestioncarceladépendfortementdel ’ environnementetdesapplications.Mais
pourlesserveursdegénérationsd ’ ilyatroisouquatreans:
●Siletauxd ’ utilisationCPUestinférieurà15%ilestpossibledemettre3ou4VMparcœur.
● S ’ ilestentre15%et30%,ilestpossibledemettre2ou3VMparcœ ur .
●Siletauxd ’ utilisationduserveurestsupérieurà30%etqueleserveurestrécent(moinsde2ansd ’ âge)
alorscen ’ estpeut êtrepasunboncandidatpourlavirtualisation.
4.Bonnespratiques
●Commenousl ’ avonsvu,lelicensingsefaitsurlenombredeprocesseursphysiquesetcommeESXsaitgérer
uncœurcommeunprocesseurphysique,ilfautprivilégierlesprocesseursintégrantleplusgrandnombrede
c œurs.
●Il est déconseillé de configurer les VM avec plus d ’ un vCPU, sauf en cas de préconisation de la part de
l ’ éditeurdulogiciel.
●Lesprocesseursplusrapidesenfréquenceaméliorentlesperformances,cependantpourcertainescharges
detravaildescachesplusimportantspermettentd ’ améliorerlesperformances.Ilfautserenseignerauprès
deséditeursdelogiciels.
●Il est important de faire un placement des machines virtuelles de façon cohérente en fonction des
applications. Nous verrons en fin de ce chapitre, les composants les plus sollicités par les applications
courantes.
●Certainesétudesontmontréquel ’ Hyper Threading(cf. sectionL ’ Hyper Threading)estutileetamélioreles
performanceslorsqu ’ ilyabeaucoupdeVMavecdepetiteschargesdetravail.Lorsqu ’ ilyadesVMavecde
grossescharges detravail,iln ’ estpasjudicieux d ’ activer l ’ Hyper Threadingqui n ’ apportepasdegainsde
performances.
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