如何使用 cpufreq-set 和 cpufreq-info 進行 CPU 調效：提升系統性能的最佳實踐

如何使用 cpufreq-set 和 cpufreq-info 進行 CPU 調效：提升系統性能的最佳實踐

在日常的 Linux 使用中，我們經常會遇到 CPU 需要調整性能狀態的情況，比如讓系統在有性能需求時保持高效運行，或在不需要高性能的時候節省電力。這篇文章將介紹如何使用 cpufreq-set 和 cpufreq-info 工具來有效地進行 CPU 的性能模式調整，幫助你在不同情境下達到最佳的 CPU 表現。

為什麼要調整 CPU 調度模式？

Linux 系統中的 CPU 調度模式（Governor）可以決定系統如何管理 CPU 的頻率。根據不同的需求，可以使用不同的調度模式來達到高性能或低功耗的目的。

常見的調度模式包括：

• performance：始終以最高頻率運行，適合需要高性能的場合。
• powersave：將 CPU 的頻率保持在最低，適合節省電力的情境。
• ondemand：根據當前負載動態調整 CPU 頻率，這是大多數情況下的默認選擇。

使用 cpufreq-set 和 cpufreq-info 進行 CPU 調整

為了能靈活地控制 CPU 的調度模式，我們可以使用 cpufreq-utils 工具，其中包括兩個非常有用的命令：cpufreq-set 和 cpufreq-info。

安裝 cpufreq-utils

首先，我們需要確保系統中已安裝了 cpufreq-utils。不同發行版的安裝方式可能略有不同：

• Ubuntu/Debian：

sudo apt install cpufrequtils

查看當前 CPU 調度器狀態

要了解當前 CPU 的調度模式，可以使用 cpufreq-info 命令。這個命令會顯示有關 CPU 各種信息，包括當前的調度策略：

cpufreq-info

執行這個命令後，你可以看到類似如下的輸出：

analyzing CPU 0:
  driver: acpi-cpufreq
  CPUs which run at the same hardware frequency: 0
  CPUs which need to have their frequency coordinated by software: 0
  maximum transition latency: 4294.55 ms.
  hardware limits: 2.20 GHz - 3.40 GHz
  available frequency steps: 3.40 GHz, 2.80 GHz, 2.20 GHz
  available cpufreq governors: conservative, ondemand, userspace, powersave, performance, schedutil
  current policy: frequency should be within 2.20 GHz and 3.40 GHz.
                  The governor "ondemand" may decide which speed to use
                  within this range.
  current CPU frequency is 4.05 GHz.
  cpufreq stats: 3.40 GHz:40.35%, 2.80 GHz:1.09%, 2.20 GHz:58.56%  (793623)
analyzing CPU 1:
  driver: acpi-cpufreq
  CPUs which run at the same hardware frequency: 1
  CPUs which need to have their frequency coordinated by software: 1
  maximum transition latency: 4294.55 ms.
  hardware limits: 2.20 GHz - 3.40 GHz
  available frequency steps: 3.40 GHz, 2.80 GHz, 2.20 GHz
  available cpufreq governors: conservative, ondemand, userspace, powersave, performance, schedutil
  current policy: frequency should be within 2.20 GHz and 3.40 GHz.
                  The governor "ondemand" may decide which speed to use
                  within this range.
  current CPU frequency is 4.02 GHz.
  cpufreq stats: 3.40 GHz:50.99%, 2.80 GHz:11.65%, 2.20 GHz:37.36%  (1768010)

在這裡，你可以看到 CPU 可用的調度模式（available cpufreq governors），以及當前的調度模式（例如 ondemand）。

設置 CPU 調度模式為 Performance

如果你的目標是提升性能，可以將 CPU 設置為 Performance 模式，這樣 CPU 會始終以最高頻率運行，確保系統性能最大化。

sudo cpufreq-set -g performance

執行這個命令後，你可以看到類似如下的輸出：

$ cpufreq-info
analyzing CPU 0:
  driver: acpi-cpufreq
  CPUs which run at the same hardware frequency: 0
  CPUs which need to have their frequency coordinated by software: 0
  maximum transition latency: 4294.55 ms.
  hardware limits: 2.20 GHz - 3.40 GHz
  available frequency steps: 3.40 GHz, 2.80 GHz, 2.20 GHz
  available cpufreq governors: conservative, ondemand, userspace, powersave, performance, schedutil
  current policy: frequency should be within 2.20 GHz and 3.40 GHz.
                  The governor "performance" may decide which speed to use
                  within this range.
  current CPU frequency is 4.02 GHz.
  cpufreq stats: 3.40 GHz:40.37%, 2.80 GHz:1.09%, 2.20 GHz:58.55%  (793711)

這個命令會將所有 CPU 核心的調度策略設置為 Performance 模式。如果系統中有多個 CPU 核心，有時候這個命令可能只作用於一個核心，這時我們需要對每個核心進行設置。

為所有 CPU 核心設置 Performance 模式

你可以使用迴圈來方便地對所有核心進行設置：

for i in $(seq 0 $(($(nproc) - 1))); do
  sudo cpufreq-set -c $i -g performance
done

上述命令會自動檢測系統中的 CPU 核心數量，並將每個核心都設置為 Performance 模式。這樣，你可以確保整個系統的所有核心都處於高性能狀態。

再次檢查設置結果

當完成設置後，可以再次使用 cpufreq-info 來檢查每個核心的狀態，確保每個 CPU 核心都已成功切換至 Performance 模式：

cpufreq-info

檢查輸出的 current policy 部分，確保每個核心的調度策略都是 performance。

使用情境

調整 CPU 調度模式特別適合以下幾種情況：

1. 高性能需求：當你運行需要大量計算資源的應用程序，比如視頻編輯、編譯大型代碼庫或者進行遊戲時，設置為 performance 模式可以確保程序以最高性能運行。
2. 節能需求：在筆記本電腦上，你可能更傾向於節約電力，延長電池續航時間。這時候可以考慮將 CPU 設置為 powersave 模式。
3. 混合使用：如果你的需求是平衡性能和功耗，可以使用默認的 ondemand 模式，這樣系統會根據當前負載動態調整 CPU 頻率，提供一個折衷方案。

小結

使用 cpufreq-set 和 cpufreq-info，你可以靈活地調整 CPU 的性能模式來適應不同的需求。無論是想要獲得最高性能還是節省電力，這些工具都能幫助你輕鬆完成設置。希望這篇文章能幫助你更好地管理 Linux 系統中的 CPU 資源，讓系統表現達到最佳狀態！