NUMA 架构与数据库性能

时间:2011-01-03   来源:   网友评论:0   人气: 331 作者:

在这次的 Oracle Open World 上,Hammerora 的作者 Steve Shaw 做了一个关于 Linux 平台 Oracle 调优的演讲,其中重点提到了 NUMA 架构对于 Intel Nehalem CPU 上跑 Oracle 的性能影响。

对于传统 SMP 来说,CPU 增多未必系统性能就好,因为共享系统总线的限制了 CPU 数量,CPU 越多内部通信量越大共享总线越容易达到瓶颈。而 NUMA 架构则多少缓解了这个扩展问题,其大致机理是通过给每个核提供单独的本地内存,进而提高可扩展性。而每个核访问本地内存和其它核上的内存时间是不一样的,所以,应用程度对于内存的访问是有比较大的讲究的。从硬件到操作系统再到应用程序,都要支持 NUMA 才会发挥真正的处理能力。

在这里倒是可以插入介绍一下阿姆达尔定律(Amdahl's Law),这个定律指出并行处理器环境中的速度受制于程序串行的部分,也即暗示说多核未必性能就那么好。

Intel Nehalem microarchitecture

Image via Wikipedia

对一个 DBA 来说,Intel 的 Nehalem CPU (右图为结构示意图)最值得关注的特性当属 NUMA (Non-Uniform Memory Access) 架构方面的改进。

从 Oracle 数据库 8i 开始支持 NUMA 特性,NUMA 在10.2.0.4 与 11.1 上是默认启用的,不过在之前的版本以及 11.2 之后默认是关闭该特性的。在 Intel 平台上,Oracle Validated RPM 包安装后将激活 NUMA。安装的时候,当 Oracle 检测到硬件与操作系统支持 NUMA 的时候,会自动启用 NUMA 支持,Linux 在内核 2.6.9-67 以后自动支持 NUMA 。至于硬件上的开关是通过 BIOS ,如果硬件支持,则 BIOS 默认是激活(enable)该特性的。操作系统层面的开启可以通过核心参数添加 numa=off 的方式来达到。

可以通过操作系统命令查看相关的状态:

# numactl --show

NUMA 这个常看到的术语,似乎一直以来没有得到 DBA 们足够的重视。需要注意的是,硬件、操作系统、应用软件(Oracle) 三者都要支持 NUMA ,才能充分利用这一特性。对于支持 NUMA 的 DB 环境,理论上来说内存请求的利用应该会更有效一些。至于具体的性能数据还要看实测结果,暂时恐怕难以给出,留待以后补充吧。必须要说的是,作为DBA,在启用某个特性的时候,一定要明白这个特性的来龙去脉,以及潜在的影响。

延伸阅读资料

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对于一些不能充分利用多核的软件,比如某些 Web 服务器或者 Proxy,或者需要考虑一下如何利用 NUMA 特性了。而类似跑数据统计的应用,"CPU的并行"得到利用之后或许应该考虑如何更充分利用 NUMA 特性了。

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