[發明專利]一種SmartRack?ARM服務器系統性能優化的方法

在審

• 申請號: 201710282700.8
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107122163A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 白云峰
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06F9/302;G06F9/38;G06F9/45;G06F9/54
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司37100
• 代理人: 劉繼枝

技術領域

本發明涉及ARM服務器領域，具體地說是一種SmartRack-ARM服務器系統性能優化的方法。

背景技術

從ARM與x86發展的歷史來看，ARM一直更接近用戶端，被普遍用作個人數據處理、瘦客戶機終端，以及個人級別的NAS服務器處理器核心。ARM服務器的應用需求就是冷數據處理，如果性能要求不高，那么一切功能就都由ARM處理，如果性能要求非常高，那么ARM就只負責控制界面的人機交互，而數據的處理則交給更職業化的ASIC專用芯片來進行。

在數據中心領域，因為ARM的低功耗設計，使得ARM帶來了一個超大規模計算的時代，可以在一個服務器機架部署數千個微小計算節點。ARM處理器可能沒有X86處理器的處理速度，但是它們能夠通過微小的能耗實現大部分的性能，這意味著在更小的空間可以部署更多的處理器。很多工作負載并不需要最快的處理器性能，取而代之的是可以將工作負載分布到更多處理器上。例如，云計算和Web應用程序在分布式服務器上運行會比在性能出色的較少服務器上更加出色。

ARM等Non-X86架構服務器芯片的逐步崛起，正在成為Non-X86服務器芯片市場的兩股重要推動力，使Non-X86服務器 芯片迎來新的發展機遇。其中，與X86服務器芯片相比，ARM服務器芯片更具成本低、能耗低、結構靈活等優勢，受到百度、阿里巴巴等互聯網企業青睞。此外，隨著綠色數據中心概念的全面推廣，在數據中心的能源效率、環境影響等方面都提出了更高的要求，這也在一定程度上開闊了ARM等低能耗服務器芯片的市場空間

自主可控技術對國家信息安全的重要性不言而喻，集成電路作為電子信息產業的基礎及核心，是影響國家信息安全的重要因素之一。特別是受到棱鏡門事件和美國禁止Intel向中國出售高端服務器芯片的影響，我國開始大力推行服務器芯片的自主化進程，希望能夠借助ARM服務器的發展實現IC產品的自主可控，大大提升大數據時代國家信息安全。

發明內容

本發明的技術任務是提供一種SmartRack-ARM服務器系統性能優化的方法。

本發明的技術任務是按以下方式實現的，該優化方法步驟如下：

首先，將內核部分優化，包括網絡數據緩存，超級快數目，進程消息長度，消息隊列標識與緩存大小，內核共享緩存及最大進程數參數的優化；

其次，浮點操作的優化，采用軟浮點工具鏈，在編譯時由編譯器將浮點運算由浮點庫代替，浮點庫采用正常指令；

最后，GCC編譯優化，包括精簡操作指令，滿足cpu的流水操作，通過對程序行為地預測調整代碼的執行順序，充分使用寄存器加速指令的流水操作。

所述的內核部分優化具體如下：

網絡數據緩存優化：TCP窗口大小設置為256960，禁止TCP的時間戳，支持更大的TCP窗口和TCP有選擇的應答；

超級塊數目優化：設定超級塊處理程序的最大數目；

進程消息長度優化：設定一個進程發送到另一個進程的消息的最大長度；

消息隊列標識：設定在一個消息隊列中最大的字節數，設定文件消息隊列標識的最大數目；

系統共享內存優化：增加共享內存的總量；

設定內核所允許的最大共享內存段的大小；

設定用于整個系統共享內存段的最大數目；

設定內核所能使用的線程的最大數目。

所述的GCC編譯優化五種優化級別：

O0等級，該等級不進行任何優化，debug會產出和程序預期的結果；

01等級，編譯器減小生成代碼的尺寸，縮短執行時間，對代碼的分支、常量以及表達式進行優化；

02等級，編譯器不進行循環打開以及函數內聯；

O3等級，使用偽寄存器網絡，普通函數的內聯，以及針對循環的更多優化；

0s等級，主要是對程序的尺寸進行優化。

本發明的一種SmartRack-ARM服務器系統性能優化的方法和現有技術相比，通過對ARM服務器系統性能進行優化，可以明顯加快服務器在流水時的響應，更好應用在云計算和Web等分布式應用領域。

具體實施方式

實施例1：

該SmartRack-ARM服務器系統性能優化的方法步驟如下：

首先，將內核部分優化，包括網絡數據緩存，超級快數目，進程消息長度，消息隊列標識與緩存大小，內核共享緩存及最大進程數參數的優化；

網絡數據緩存優化：TCP窗口大小設置為256960，禁止TCP的時間戳，支持更大的TCP窗口和TCP有選擇的應答；