:/proc/cpuinfo における CPU 周波数の不一致

問題の説明

インスタンスがアイドル状態の場合、/proc/cpuinfo ファイルは一部の CPU の周波数を 800 MHz とレポートすることがあります。この値は、以下に示すように、インスタンス仕様に記載されている周波数とは異なります。

cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 2996.976
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 3192.046
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 3200.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 2975.717
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 3005.653
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000
cpu MHz		: 800.000

このソリューションは、以下のカーネルおよびオペレーティングシステムにも適用されます。

原因

Linux カーネル 5.11 以降、システムパフォーマンスと CPU 応答を向上させるためのパッチ (コミット ID: 3fcd6a230fa7d03bffcb831a81b40435c146c12b) が追加されました。

 x86/cpu: Avoid cpuinfo-induced IPIing of idle CPUs
    Currently, accessing /proc/cpuinfo sends IPIs to idle CPUs in order to
    learn their clock frequency.  Which is a bit strange, given that waking
    them from idle likely significantly changes their clock frequency.
    This commit therefore avoids sending /proc/cpuinfo-induced IPIs to
    idle CPUs.

/proc/cpuinfo にアクセスすると、rcu_is_idle_cpu 関数は CPU がアイドル状態であるかどうかを確認します。アイドル状態の場合、この関数はデフォルトで 800 MHz の min_freq を返します。一部のカーネルバージョンでは、この min_freq の値が CPU ベース周波数としてレポートされます。

ソリューション

正確な周波数の読み取りには、cpupower や turbostat などのツールを使用してください。

例えば、cpupower を実行して周波数を確認します。

sudo cpupower frequency-info

出力は、現在の CPU 周波数が 3.20 GHz であることを示しています。

[ecs-user@iZ2zxxx187kyZ ~]$ sudo cpupower frequency-info
analyzing CPU 0:
  driver: intel_pstate
  CPUs which run at the same hardware frequency: 0
  CPUs which need to have their frequency coordinated by software: 0
  maximum transition latency:  Cannot determine or is not supported.
  hardware limits: 800 MHz - 3.80 GHz
  available cpufreq governors: performance powersave
  current policy: frequency should be within 800 MHz and 3.80 GHz.
                  The governor "performance" may decide which speed to use
                  within this range.
  current CPU frequency: Unable to call hardware
  current CPU frequency: 3.20 GHz (asserted by call to kernel)
  boost state support:
    Supported: yes
    Active: yes