Solaris 10 Power Management

[escimo]

Hallo zusammen,

da ich Solaris 10 u.a. auch auf einem Notebook mit Intel Centrino Duo nutze und gelegentlich ohne Steckdose auskommen muss, habe ich mich mal ein wenig in die Thematik Power Management "eingeäugelt":

Auslöser für die nähere "Beschäftigung" mit diesem Thema war ein Kapitel in dem folgenden WhitePaper: http://www.sun.com/x64/intel/solaris_on_xeon.pdf

Die folgenden Angaben sollen grob zeigen, wie sich die die PM-Konfiguration auf den Prozessortakt und damit auch auf den Leistungsbedarf eines Notebooks/PC's durchaus positiv auswirken kann:

Die Zusammenarbeit von Sun mit Intel brachte u.a. auch Funktionalitäten zum erweiterten Power-Management unter Solaris mit der Bezeichnung "Intel Demand Based Switching (DBS)" mit ein. DBS (auch unter "Enhanced SpeedStep technology" bekannt) ermöglicht Solaris die Taktfrequenz von Intel-basierenden, neueren Core-Prozessoren zu beeinflussen.

Um sich anzeigen zu lassen, ob Solaris die Taktfrequenz der genutzten Prozessor-Kerne dynamisch anpassen kann, ist folgendes Kommando hilfreich:

# kstat -m cpu_info -s supported_frequencies_Hz
module: cpu_info                        instance: 0
name:   cpu_info0                       class:    misc
            supported_frequencies_Hz        1000000000:1333000000:1833000000

module: cpu_info                        instance: 1
name:   cpu_info1                       class:    misc
            supported_frequencies_Hz        1000000000:1333000000:1833000000

Solaris 10 kann bei meinem mit CentrinoDuo-Prozessor ausgestatteten Notebook drei Taktfrequenzen setzen: 1GHz, 1.333 GHz sowie 1.833 GHz.

Um sich anzuzeigen, welche Taktfrequenz aktuell konfiguriert ist, dient das folgende Kommando:

kstat -m cpu_info -s current_clock_Hz
module: cpu_info                        instance: 0
name:   cpu_info0                       class:    misc
            current_clock_Hz                1833000000

module: cpu_info                        instance: 1
name:   cpu_info1                       class:    misc
            current_clock_Hz                1833000000

Aktuell "schlägt" die CPU mit rund 1.833 GHz Takt vor sich hin und verplempert kostbare Akku-Kapazität.

Um zu schauen, welche Power Management Konfiguration für das System gilt, hilf ein Blick in die Datei /etc/power.conf. In meiner Konfiguration waren die im WP genannten Parameter nicht standardmäßig eingetragen, also wurde das nachgeholt:

# Am Ende der Datei /etc/power.conf hinzufuegen:
cpupm enable
cpu-threshold 15s

Nach Editierung der Datei /etc/power.conf (unter root) muss die Änderung Solaris bekannt gemacht werden. Dazu ist ist erforderlich die Konfiguration neu einzulesen:

# pmconfig

Alternativ kann auch ein Neustart durchgeführt werden.

Nach spätestens 15s bei denen die CPU wenig bis nichts mehr zu tun bekommt, sollten sich Änderungen beim oben aufgeführten Parameter "current_clock_Hz" einstellen:

kstat -m cpu_info -s current_clock_Hz
module: cpu_info                        instance: 0
name:   cpu_info0                       class:    misc
            current_clock_Hz                1000000000

module: cpu_info                        instance: 1
name:   cpu_info1                       class:    misc
            current_clock_Hz                1000000000

Man kann also sehen, dass die Taktfrequenz des Notebooks beträchtlich herabgesetzt wurde.

Weitere Parameter die gesetzt werden können sind unter anderem:

• system-threshold <time>
• device-threshold phys-path <time>

für "phys-path" kann z.B. ein symbolischer Link auf eine eine Gerätedatei dienen, wie z.B. die Festplatte: "device-threshold /dev/dsk/c1t0d0s0 5m"

Weitere Information in den Manual Pages:

• power.conf(4)
• pm(9P)
• pm-components(9P)
• removable-media(9P)

TODO: Laufzeit-Messung für Notebook unter vollgeladenem Akku-Betrieb (ohne Last) bei standardmäßiger PM-Konfig. und erweiterter PM-Konfig.

Viele Grüße,
escimo

[Padde]

Nach spätestens 15s bei denen die CPU wenig bis nichts mehr zu tun bekommt, sollten sich Änderungen beim oben aufgeführten Parameter "current_clock_Hz" einstellen:

Huch, 15 Sekunden sind für eine CPU ja eine Ewigkeit. Heißt das dann eigentlich auch, daß die CPU erst 15 Sekunden unter Last sein muß, damit wieder hochgetaktet wird? Das wäre ja völlig inakzeptabel.

Auf meinem Notebook mit einem T2300 taktet FreeBSD die CPU auf bis zu 125 MHz runter. Wenn ich da zuerst 15 Sekunden Last erzeugen müßte, damit das Ding wieder hochtaktet, gute Nacht... Als "Polling Interval" habe ich 100ms eingestellt, da man sogar beim Standardwert von 500ms schon deutlich bemerken konnte, daß die CPU zu träge hochtaktet (z.B. beim Scrollen von Webseiten). Und beim Runtertakten hast du 15 Sekunden lang unnötigerweise den vollen Takt, das reduziert die Akkulaufzeit.

Du solltest deinen Wert also deutlich unter 1 Sekunde setzen, um in der Praxis sowohl eine vernünftige Performance als auch eine akzeptable Akkulaufzeit zu erzielen. Man sollte es natürlich auch nicht übertreiben, sonst ist die CPU nur noch mit hoch- und runtertakten beschäftigt, aber selbst 1 Sekunde ist für eine CPU noch ziemlich viel Zeit.

[Yoda]

Hi @escimo,

wo stellt man unter Solaris ein, welche Frequenzen er stufenweise verwenden soll, um die CPU runter zutakten?
Ich habe einen AMD X2 / 2x2,6GHz (Modell 5050e), Solaris zeigt mir aber mit allen von Dir genannten Kommandos nur 2,6GHz an.
Auch in keiner von Dir genannten Dateien fand ich einen Hinweis.

Gruß
Yoda

[escimo]

Hallo Yoda,

Diese Funktionalität ist für alle AMD-CPU's mit "PowerNow!" sowie "Cool’n’Quiet" unter Solaris 10 seit Update 5 nutzbar:

http://blogs.sun.com/mhaywood/entry/powernow_for_solaris

Die AMD-CPU muss mindestens der Prozessor-Familie 16 (dezimal) bzw. 0x10 hexadezimal ) angehören:

for AMD processor families 10h

implementation                  x86 (chipid 0x0 AuthenticAMD 100F23 family 16 model 2 step 3 clock 2000 MHz)

@Padde:

Heißt das dann eigentlich auch, daß die CPU erst 15 Sekunden unter Last sein muß, damit wieder hochgetaktet wird?

Der "cpu-threshold" gibt den Schwellwert für das Heruntertakten an, nicht für das "Aufwachen".

Grüße,
escimo

[Yoda]

Hallo Yoda,

Diese Funktionalität ist für alle AMD-CPU's mit "PowerNow!" sowie "Cool’n’Quiet" unter Solaris 10 seit Update 5 nutzbar:

http://blogs.sun.com/mhaywood/entry/powernow_for_solaris

Die AMD-CPU muss mindestens der Prozessor-Familie 16 (dezimal) bzw. 0x10 hexadezimal ) angehören:

for AMD processor families 10h

implementation                  x86 (chipid 0x0 AuthenticAMD 100F23 family 16 model 2 step 3 clock 2000 MHz)

Grüße,
escimo

Danke!


Auf der Seite steht:

Code: [Auswählen]

....
        supported_frequencies_Hz
1000000000:1200000000:1400000000:1700000000:2000000000

The existence of more than one frequency in the list above indicates that Solaris supports frequency scaling of the CPU.
....Heißt das, wenn hier nur eine einzige Frequenz angezeigt wird, kann Solaris die CPU nicht runtertakten?
Bei mir steht hier nur eine Frequenz....
Dabei hat meine CPU "Cool’n’Quiet" und ich fahre Solaris 10 Update 6 ....
Die CPU (Modell 5050e) ist erst seit (ich glaube) Oktober 2008 zu haben, also sollte sie eigentlich doch aktuell genug sein.
Ich kann erst heute Abend nach der "processor familie" sehen.

... schaaaaaaaaaaade ....

Gruß
Yoda

[Yoda]

Es scheint für mich traurig auszusehen:

Code: [Auswählen]

https://www.opensolaris.org/jive/thread.jspa?threadID=88694&tstart=15
hier steht:

Code: [Auswählen]

My configuration (AMD Athlon X2 5050e)

h@opensolaris:~$ kstat -m cpu_info -i 0 -s supported_frequencies_Hz
module: cpu_info instance: 0
name: cpu_info0 class: misc
supported_frequencies_Hz 2605502511

h@opensolaris:~$ kstat -m cpu_info -i 0 -s implementation
module: cpu_info instance: 0
name: cpu_info0 class: misc
implementation x86 (chipid 0x0 AuthenticAMD 60FB2 family 15 model 107 step 2 clock 2600 MHz)

=>

Code: [Auswählen]

.... (AMD Athlon X2 5050e)
....
.... family 15 ....
Scheint mit meiner CPU also wirklich nicht zu gehen, das hätte ich nun wirklich nicht erwartet! 

Gruß
Yoda

[escimo]

Heißt das, wenn hier nur eine einzige Frequenz angezeigt wird, kann Solaris die CPU nicht runtertakten?

Genau das bedeutet es. Das überrascht mich ehrlich auch.

Gruß
escimo

[Yoda]

Heißt das, wenn hier nur eine einzige Frequenz angezeigt wird, kann Solaris die CPU nicht runtertakten?

Genau das bedeutet es. Das überrascht mich ehrlich auch.

Gruß
escimo

Ich habe gerade über zwei Stunden gegoogelt und gelesen.
Hier mal die Zusammenfassung:

Code: [Auswählen]

Quellen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_AMDs
http://de.wikipedia.org/wiki/AMD_K8
http://de.wikipedia.org/wiki/AMD_K8L
http://de.wikipedia.org/wiki/AMD_K9
http://de.wikipedia.org/wiki/AMD_K10



AMD K8 (seit 2003)
======
(64-Bit-CPUs)
 - Family 0Fh Processors (cpu family: 15)
 - Sockel 754/939
    * Athlon 64
    * Athlon 64 FX
    * Mobile Athlon 64
    * Mobile Sempron
    * Opteron (Single Core: erste Generation)
    * Sempron (64 Bit)
    * Turion 64



AMD K8L
=======
(Stromsparversion des K8)
 - Sockel 754/939
    * Athlon 64
    * Athlon 64 FX
    * Mobile Athlon 64
    * Mobile Sempron
    * Opteron (Single Core)
    * Sempron
    * Turion 64



AMD K9 (seit Frühjahr 2005)
======
(Doppelkernversionen des K8)
 - Sockel 939/AM2
    * AMD Athlon 64 FX
    * AMD Athlon 64 X2
    * AMD Athlon X2
    * AMD Opteron (Dual Core: zweite Generation)
    * AMD Turion 64 X2



AMD K10
=======
(Mehrkernprozessor)
Ab "Solaris 10 Update 5" wird diese Architektur mit Frequenzskalierung unterstützt.
Die Datenanbindung zwischen Prozessorkern und L2-Cache wurde von 64 Bit auf 128 Bit erweitert.
 - Family 10h Processors (cpu family: 16)
 - Sockel AM2+
    * AMD Opteron (dritte Generation)
    * AMD Phenom X3
    * AMD Phenom X4Und da ich einen "AMD Athlon™ X2 Dual-Core" habe (K9), sind damit schon alle Messen gesungen....

Allerdings habe ich die Leistungsstärkste 45W-CPU, die AMD baut.
Die K10-Modelle (Opteron der dritte Generation) gibt es erst ab 75W:
http://products.amd.com/en-us/opteroncpuresult.aspx?f1=AMD+Opteron%E2%84%A2+der+dritten+Generation&f2=&f3=&f4=512&f5=AM2&f6=B3&f7=65nm+SOI&f8=75+W&f9=2000&f10=4&
jetzt müsste man nur wissen ob soeine runtergeregelte 75W-CPU weniger als eine voll getacktete 75W-CPU verbraucht....    

Ein Phenom X3 liegt sogar in der 95W-Klasse:
http://products.amd.com/de-de/desktopcpuresult.aspx?f1=AMD+Phenom™+X3+Triple-Core&f2=&f3=&f4=512&f5=AM2%2b&f6=&f7=65nm+SOI&f8=95+W&f9=3600&f10=Nein

Gruß
Yoda


P.S.:
Allerdings habe ich gerade mal nach den Preisen geschaut, mein Modell 5050e (45W) hat zwei Kerne, die mit 2,6GHz getacktet werden und der kostet ca. 57,-€.
Ein Modell 1352 (75W) hat vier Kerne, die mit 2,1GHz getacktet werden und der kostet ca. 120,-€;
ein Modell 1354 (75W) hat vier Kerne, die mit 2,2GHz getacktet werden und der kostet ca. 140,-€;
ein Modell 1356 (75W) hat vier Kerne, die mit 2,3GHz getacktet werden und der kostet ca. 170,-€
und
ein Phenom X3: Modell 8450 (95W) hat drei Kerne, die mit 2,1GHz getacktet werden und der kostet ca. 74,-€.

Unter diesen Gesichtspunkten, glaube ich, bleibe ich bei meinem Modell 5050e für eine Maschine die auch mal längere Zeit im 24/7-Betrieb sein wird (zu Hause, nicht im RZ).

[Yoda]

Ich habe gerade gesehen, das es auch Stromspar-CPUs mit K10-Kern gibt:
 - 9100e (1,8GHz / 65W-Klasse)
 - 9150e (1,8GHz / 65W-Klasse)
 - 9350e (2,0GHz / 65W-Klasse)
 - 9450e (2,1GHz / 65W-Klasse)
das sind alles "AMD Phenom™ X4".
Die X3 verbrauchen alle mehr Strom als die X4 ....   
Diese Modelle 9xxxe (65W) kosten aber auch alle um die 160,-€, das heißt sie sind ca. doppelt so schnell wie die 4xxxe (45W), kosten aber ca. drei mal soviel.

Also für meine Zwecke unwirtschaftlich, zumal ich auf diese Leistungsreserven nicht angewiesen bin.

Gruß
Yoda

[Drusus]

Moin,

ich war fuer einen kleinen Heim-Server auch einge Zeit auf der Suche nach einem passenden Geraet. Natuerlich sollte Solaris drauf laufen aber CPU-Power war nicht die Frage (da ich das nicht als Desktop-System einsetzen wollte sondern nur als Mailserver, Syslog-Host etc.). Also alles nur Kleinkram der keine Power braucht aber dafuer 24h laufen sollte.

Nach einiger Suche ist es dann bei mir ein Mini-PC mit einem AMD Geode LX 800 geworden. Grundflaeche einer CD-Huelle und ca. 3cm hoch. Dank der geringen Stromaufnahme ist kein Luefter etc. notwendig.
Fuer das Power-Management scheint AMD sich aber auch hier was eigenes ausgedacht zu haben (GeodeLink) und Solaris zeigt die CPU immer bei 500Mhz. Dennoch bin ich damit ganz zufrieden, da das System zwichen 7 und 10 Watt Komplettverbrauch hat (7 Watt wenn die Festplatte nicht laeuft, 10W wenn die Festplatte gut zu tun hat).

Falls also jemand ein extrem-Stromspar Modell ohne Rechnerpower sucht (auf dem sowohl Solaris 10 als auch OpenSolaris ohne Probleme laeuft), so waere das evtl. eine Alternative.

Tschau,
  Drusus.

[Yoda]

Moin,

ich war fuer einen kleinen Heim-Server auch einge Zeit auf der Suche nach einem passenden Geraet. Natuerlich sollte Solaris drauf laufen aber CPU-Power war nicht die Frage (da ich das nicht als Desktop-System einsetzen wollte sondern nur als Mailserver, Syslog-Host etc.). Also alles nur Kleinkram der keine Power braucht aber dafuer 24h laufen sollte.

....

Tschau,
  Drusus.

Ich wollte schon ein wenig mehr Leistung und auf jeden Fall ein 64-Bit-System.
Denn ich will da drauf die Solarisversion der Ingres-Datenbank fahren und die gibt es nur für 64 Bit.
Meine alte Serverhardware ist ein Pentium-M (P3-Kern) auf einem PC-Mainboard, mit entsprechendem Chipsatz. FreeBSD konnte ihn zwischen 100MHz und 1,73GHz in 12 Schritten scalieren. Verbraucht hat er unter Last 105W, und nachdem ich das 550W-Netzteil mit 14cm-Lüfter von Pearl.de eingebaut hatte,
hat er unter Last nur noch ca. 85W verbraucht. Im Idle lag er bei wenig über 60W.
Drin steckten ein DVD-Brenner und zwei 320GB-Festplatten (jede laut Datenblatt knapp 10W).
Etwas müde war das schon, da hat das archivieren (mit Kompression) der knapp 300GB ca. 4 Tage und Nächte gedauert.... Für den normalen Betrieb reichte es aber absolut aus.

Als Desktopsysteme habe ich zwei "AMD Geode NX 1750" mit entsprechendem Mainboard. Die CPU verbraucht unter Last 25W, für Linux gibt es einen Patch, mit dem man sie auf 2/3 (933MHz) runter takten kann. Weniger geht nicht, hab ich ausprobiert, dann friert alles ein und es half nur noch ein HW-Reset.

[Yoda]

....
Nach einiger Suche ist es dann bei mir ein Mini-PC mit einem AMD Geode LX 800 geworden. Grundflaeche einer CD-Huelle und ca. 3cm hoch. Dank der geringen Stromaufnahme ist kein Luefter etc. notwendig.
Fuer das Power-Management scheint AMD sich aber auch hier was eigenes ausgedacht zu haben (GeodeLink) und Solaris zeigt die CPU immer bei 500Mhz. Dennoch bin ich damit ganz zufrieden, da das System zwichen 7 und 10 Watt Komplettverbrauch hat (7 Watt wenn die Festplatte nicht laeuft, 10W wenn die Festplatte gut zu tun hat).

Falls also jemand ein extrem-Stromspar Modell ohne Rechnerpower sucht (auf dem sowohl Solaris 10 als auch OpenSolaris ohne Probleme laeuft), so waere das evtl. eine Alternative.

Tschau,
  Drusus.

Ich habe mir das gerade mal durch den Kopf gehen lassen, auf meinem Server sollen mind. 7 Dienste Laufen von denen ich 4, vielleicht auch 5 auf soein kleines "24/7"-Teil auslagern könnte...

Wo bekommt man sowas her und wie teuer ist das Teil?

Gruß
Yoda

[Drusus]

Moin,

Ich habe mir das gerade mal durch den Kopf gehen lassen, auf meinem Server sollen mind. 7 Dienste Laufen von denen ich 4, vielleicht auch 5 auf soein kleines "24/7"-Teil auslagern könnte...

Wo bekommt man sowas her und wie teuer ist das Teil?

Gruß
Yoda

Naja - haengt ganz davon ab was fuer ein Teil es dann werden soll und mit welcher Ausstattung.
Neben dem besagten AMD Geode 800 LX System kommen da z.B. noch VIA-Chipsaetze oder Intel Atom CPUs in Frage. Die Intel Dinger haben mehr Power (aber dafuer auch mehr Verbrauch) und bei den VIA bin ich mir nie so sicher bzgl. des Solaris-Supports.

Letztendlich sollte sich da jeder selber ueberlegen was da fuer ihn passt. In meinem Fall ist es ein System von DT Research geworden (http://www.dtresearch.com/product/dt166/index.htm bzw. http://www.dt-research.com/dt166_set.htm) das in Deutschland von Flepo vertrieben wird (http://www.flepo.de/index.php?id=67). In der Ausstattung mit 1GB RAM und 160GB Disk lag das ganze dann bei 370 Euro Neupreis (bezogen ueber einen Haendler bei Ebay - bei Interesse einfach nach "Flepo" in der Rubrik Computer suchen).

Tschau,
  Drusus.

[Toktar]

Für die ganz sparsamen Einkäufer lohnt ein Blick in die ThinClient-Sparte auf der Bucht. Für meine TC200 mit 300er Geode und max. 256 MB SDRAM habe ich 5€ + 6€ Porto bezahlt. Mit einem DOM von 32MB und einer zusätzl. NIC von 3com ist das eine prima M0n0wall mit 8W Verbrauch.
Es gibt stromseitig bessere Geräte, aber da sich die Anschaffungskosten auch erheblich höher.

Vor kurzem hab ich mir ein Atom330 geleistet.
Board + Gehäuse + 180W Netzteil + 2x320GB 2,5" HDD SATA + 2GB RAM + HS HDD Käfig für 4x2,5" SATA
350€

Über Solaris kann ich noch nix sagen, ich hab erstmal ein Lenny draufgepackt und schau mir den Verbrauch damit an.

[Yoda]

Für die ganz sparsamen Einkäufer lohnt ein Blick in die ThinClient-Sparte auf der Bucht. Für meine TC200 mit 300er Geode und max. 256 MB SDRAM habe ich 5€ + 6€ Porto bezahlt.
....

Das ist mir "zu sparsam", ich brauche schon mind. 1GB RAM (besser 2GB) und ein paar SATA oder wenigstens USB 2.0 - Anschlüsse. Immerhin soll er meine riesigen Mailverzeichnisse verwalten, sonst kann ich das Ding nicht gebrauchen.
Dieser "AMD Geode LX 800" war schon garnicht so schlecht.


Und der Atom ist mir zu teuer, an Stelle des Atom werde ich dann lieber meinen alten Pentium-M (0,1-1,73GHz) verwenden.

Gruß
Yoda