虚拟环境中的 CPU 优化
近年来，虚拟化已成为管理计算资源的一种越来越流行的方式，使用户能够在一台机器上运行多个操作系统和应用程序。虽然虚拟化提供了许多好处，例如更好的资源利用率和更大的灵活性，但在优化 CPU 性能方面也可能带来挑战。
在本文中，我们将探讨一些可能影响虚拟环境中 CPU 性能的关键因素，并提供优化 CPU 利用率的技巧。
了解 CPU 分配模型
在虚拟环境中优化 CPU 的最关键因素之一是了解虚拟化平台使用的 CPU 分配模型。虚拟化中使用了两种主要模型：vCPU 和 pCPU。
vCPU 是由虚拟机监控程序分配给虚拟机 （VM） 的虚拟 CPU。在此模型中，可以将多个 vCPU 分配给单个物理 CPU （pCPU），从而允许多个虚拟机在单个物理计算机上运行。vCPU 的分配基于每个虚拟机的工作负载。
pCPU 是分配给虚拟机的物理 CPU。在此模型中，为每个虚拟机分配了特定数量的 pCPU，这些 CPU 专用于该虚拟机。此模型通常用于需要专用资源的高性能应用程序。
了解虚拟环境中使用的 CPU 分配模型至关重要，因为它会影响应用程序的性能。例如，如果在一台物理计算机上运行多个虚拟机，则虚拟机监控程序可能会为每个虚拟机分配较少的 vCPU，这可能会导致性能下降。
使用正确的虚拟机管理程序设置
在虚拟环境中优化 CPU 的另一个关键因素是选择正确的虚拟机管理程序设置。虚拟机监控程序设置可以通过确定如何在 VM 之间分配资源来影响 CPU 性能。
例如，虚拟机监控程序设置（如 CPU 预留、CPU 限制和 CPU 份额）可能会影响 CPU 性能。CPU 预留可确保将特定数量的 CPU 资源分配给 VM，而 CPU 限制限制 VM 可以使用的 CPU 资源量。
CPU 份额确定分配资源时 VM 的相对优先级。
通过选择正确的虚拟机管理程序设置，可以确保每个虚拟机都可以访问其所需的资源，同时还可以防止一个虚拟机独占 CPU 资源并影响其他虚拟机的性能。
监控 CPU 利用率
监控 CPU 利用率在虚拟环境中至关重要，因为它可以帮助您在性能问题影响应用程序之前识别它们。通过监控 CPU 利用率，您可以确定哪些虚拟机使用的 CPU 资源最多，并相应地调整虚拟机管理程序设置。
有几种工具可用于监视虚拟环境中的 CPU 利用率，包括虚拟机管理程序提供的性能监视工具和第三方监视工具。
优化应用程序性能
最后，优化应用程序的性能在虚拟环境中至关重要。虚拟化可能会影响应用程序性能，因为它在应用程序和物理硬件之间引入了额外的抽象层。
要优化虚拟环境中的应用程序性能，应确保应用程序设计为在虚拟环境中运行。这可能涉及针对虚拟化优化应用程序、使用虚拟化感知驱动程序和库，以及调整应用程序设置以确保它们与虚拟化平台兼容。
分配适量资源
在虚拟环境中优化 CPU 性能的第一步是分配适量的资源。应为虚拟机 （VM） 提供足够的 CPU 资源来有效执行其任务。但是，过多的资源会导致过饱和，并可能导致性能下降。
建议分配 VM 以最佳方式运行所需的最小 CPU 资源量。监视 CPU 使用情况并根据需要调整分配也很重要。
使用 CPU 关联性
CPU 关联是一种使 VM 能够使用特定 CPU 内核的技术。通过设置 CPU 关联性，可以防止其他进程使用与 VM 相同的 CPU 核心。此技术可以通过减少 CPU 争用来提高 VM 的性能。
但是，必须谨慎使用 CPU 关联。过度使用 CPU 关联可能会导致 CPU 使用率不平衡，从而影响其他进程的性能。
CPU 关联性是一种用于将进程或虚拟机绑定到特定 CPU 内核的技术。此技术有助于减少与上下文切换相关的开销，从而提高性能。
通过为每个虚拟机指定 CPU 关联，我们可以确保每个 VM 都有自己的专用 CPU 资源。这有助于最大程度地减少争用并提高整体性能。
使用超线程
超线程是现代 CPU 的一项功能，它允许单个内核同时执行多个线程。此功能允许多个 VM 共享单个物理核心，从而提高虚拟环境中的 CPU 利用率。
但是，在使用超线程时监视 CPU 使用率至关重要。核心过载可能会导致性能下降，从而影响同一物理主机上的其他虚拟机。
使用 CPU C 状态
CPU C 状态是节能状态，允许 CPU 通过降低时钟频率来降低功耗。此功能在虚拟环境中非常有用，因为它可以帮助降低功耗和发热。
但是，必须确保 CPU C 状态不会干扰 VM 的性能。某些工作负载可能需要较高的 CPU 时钟频率，启用 CPU C 状态可能会导致性能下降。
使用 CPU 过度分配
CPU 过度使用是一种允许多个 VM 共享单个物理 CPU 核心的技术。此技术允许 VM 使用原本处于空闲状态的 CPU 资源，从而提高虚拟环境中的 CPU 利用率。
但是，在使用 CPU 过度使用时监视 CPU 使用率至关重要。过度使用 CPU 资源可能会导致性能下降，从而影响同一物理主机上的其他虚拟机。
利用 CPU 调度
现代虚拟机管理程序采用高级 CPU 调度技术（如公平共享调度和分时）来管理虚拟机的 CPU 资源。
公平份额调度可确保每个虚拟机获得公平份额的 CPU 资源。另一方面，分时根据优先级和时间限制将 CPU 资源分配给虚拟机。
通过使用这些计划技术，我们可以确保每个 VM 都能获得以最佳方式运行所需的资源，而不会引起资源争用。
启用 CPU 虚拟化
CPU 虚拟化是一种使物理 CPU 能够分区为多个虚拟 CPU 的技术。此技术允许创建多个虚拟机，这些虚拟机可以在同一物理硬件上并发运行。
通过启用 CPU 虚拟化，我们可以最大限度地提高 CPU 利用率，同时最大限度地减少资源争用。这可以提高性能和缩短处理时间。
结论
总之，虚拟环境中的 CPU 优化对于确保最佳性能和资源利用率至关重要。通过了解虚拟环境中使用的 CPU 分配模型、选择正确的虚拟机管理程序设置、监控 CPU 利用率和优化应用程序性能，您可以确保虚拟环境提供支持业务运营所需的性能和资源利用率。优化虚拟环境中的 CPU 性能对于确保虚拟机高效运行至关重要。分配适量的资源、使用 CPU 关联性、超线程、CPU C 状态和 CPU 过度使用是一些有助于优化 CPU 性能的技术。必须监视 CPU 使用率并根据需要调整分配，以确保 VM 以最佳方式运行。