第3章 OpenVMS アプリケーションに対する NUMA の影響

3.1.1 ホーム RAD

OpenVMS オペレーティング・システムは，プロセスの作成中に， 個々のプロセスにホーム RAD を割り当てます。 これには 2 つの大きな意味があります。 第 1 に，ごく少数の例外を除き， プロセスのホーム RAD に含まれる CPU の 1 つがプロセスを実行することになります。 第 2 に，プロセスが必要とするすべてのプロセス・プライベート・ページが， ホーム RAD に含まれるメモリから割り当てられるようになります。 この組み合わせにより，ローカル・メモリ参照が行われる可能性が最大化されます。

ホーム RAD を割り当てるときの OpenVMS のデフォルトの動作は， プロセスを RAD 間に分散させるというものです。

3.1.2 システム・コードの複製

システムのスタートアップ時には， オペレーティング・システム・コードが各 RAD のメモリに複製されます。 これにより，システム内のプロセスは， システム機能が必要になったときにはローカル・メモリにアクセスするようになります。 この複製は，エグゼクティブ・コードとインストール済み常駐イメージ・コードの粒度ヒント領域の両方について行われます。

3.1.3 グローバル・ページの分散

OpenVMS のデフォルトの動作は，RAD 間でグローバル・ページ (グローバル・セクションのページ) を分散させるというものです。 このアプローチは，システム・スタートアップ時に予約済みメモリとして宣言されたグローバル・ページの割り当ての際にも使用されます。

3.2.1 プロセスと共用データ

1 つのグローバル・セクションにアクセスするプロセスが数百あるいは数千もある場合には， オペレーティング・システムのデフォルトの動作を使用するのが適しています。 グローバル・セクションのページは，すべての RAD のメモリに均等に分散され， プロセスのホーム RAD の割り当ては CPU 間で均等に分散されます。 これは，グローバル・セクションへのアクセスがランダムだった場合に， すべてのプロセスが似たような性能ポテンシャルを持つことになる分散効果， つまり「一様」効果です。どのプロセスも最適化はされませんが， 他のプロセスと比べて極端に不利なプロセスも出現しません。

一方，少数のプロセスがグローバル・セクションにアクセスする場合には， 4 つの CPU で処理負荷を扱うことができ，1 つの RAD がグローバル・セクション全体を扱える十分なメモリを持っているという前提で，それらのプロセスを 1 つの RAD に配置することができます。 これにより，大部分のメモリ・アクセスがローカル化され， 配置されたプロセスの性能が強化されます。 この戦略は，1 つのプロセスとデータのセットを 1 つの RAD に配置し， 別のプロセスとデータのセットを別の RAD に配置するというように， 同じシステム上で繰り返し採用することができます。

3.2.2 メモリ

AlphaServer GS シリーズのシステムには，大量のメモリを搭載することができます。 可能な限り，大きなメモリ容量を有効に活用してください。 たとえば，コードやデータを複数の RAD に複製するようにします。 ある程度の分析が必要となり，スペースの無駄に見えるかもしれず， 調整も必要となります。 しかし，これによって最終的にローカルなメモリ参照が大幅に増えるのであれば， その価値はあります。

RAM ディスク・プロダクトの使用を検討してください。 NUMA が使用されている場合でも，メモリ内参照は実際の装置 I/O よりも高性能です。

3.2.3 共用と同期処理

一般に，データを共用するためには同期処理が必要となります。 1 つのメモリ位置を調整メカニズムとして使用している場合 (ラッチ，ロック，セマフォなどと呼ばれます) には， それが多くのリモート・アクセスの原因となっていて， 競合レベルが高くなると性能を低下させる可能性があります。 この種のロックをデータ全体に複数のレベルで分散させることで， リモート・アクセスの量を減らせることがあります。

3.2.4 OpenVMS 機能の使用

一部の基本オペレーティング・システム機能を頻繁に使用すると，これらの機能をサポートするデータが RAD0 のメモリ内に存在しているために，多数のリモート・アクセスが発生します。

3.3.1 バッチ・キュー・レベルの RAD サポート

DCL コマンドの INITIALIZE/QUEUE，SET/QUEUE，および START/QUEUE で新しい修飾子 /RAD を使用することができます。 システム管理者は，キューに割り当てられたバッチ・ジョブを実行する RAD 番号を指定します。

RAD 値は， 0 から SYI$_RAD_MAX_RADS までの正の整数であることが検証されます。 SHOW/QUEUE/FULL コマンドの出力に RAD が表示されるようになり， F$GETQUI レキシカル関数は新しい RAD 項目を受け入れるようになりました。

3.3.2 ジョブ・レベルの RAD サポート

新しい修飾子 /RAD は，DCL コマンドの SUBMIT と SET/ENTRY に追加されます。

ユーザは登録したバッチ・ジョブを実行する RAD 番号を修飾子の値で指定します。 SHOW ENTRY および SHOW QUEUE/FULL コマンドが強化されて， バッチ・ジョブの RAD 設定をリストするようになりました。

3.3.2.1 例

RAD 設定のないバッチ・キューにジョブが登録されたときには， そのジョブは SUBMIT コマンドで指定された RAD を使用して実行します。

次のコマンドは，TEST.COM をキュー ANYRADQ に登録します。 ANYRADQ キューには RAD 設定はありません。

$ SUBMIT/HOLD/QUEUE=ANYRADQ /RAD=1 TEST.COM Job TEST (queue ANYRADQ, entry 23) holding $ SHOW ENTRY/FULL 23 Entry Jobname Username Blocks Status ----- ------- -------- ------ ------ 23 TEST SYSTEM Holding On idle batch queue ANYRADQ Submitted 24-JUL-2001 14:19:37.44 /KEEP /NOPRINT /PRIORITY=100 /RAD=0 File: _$1$DKB200:[SWEENEY.CLIUTL]TEST.COM;1

RAD 設定のあるバッチ・キューにジョブが登録されたときには， そのジョブは，SUBMIT コマンドで指定された RAD に関係なく， キューに対して指定された RAD を使用して実行します。 この動作は，他のバッチ・システム機能と一貫性があります。

キュー BATCHQ1 は，/RAD=0 として定義されています。 次の SUBMIT コマンドの例では，ユーザは登録時に RAD 1 を指定しましたが， RAD 0 で実行するジョブが作成されます。

$ SUBMIT/HOLD/QUEUE=BATCHQ1 /RAD=1 TEST.COM Job TEST (queue BATCHQ1, entry 24) holding $ SHOW ENTRY 24/FULL Entry Jobname Username Blocks Status ----- ------- -------- ------ ------ 24 TEST SYSTEM Holding On idle batch queue BATCHQ1 Submitted 24-JUL-2001 14:23:10.37 /KEEP /NOPRINT /PRIORITY=100 /RAD=0 File: _$1$DKB200:[SWEENEY.CLIUTL]TEST.COM;2

3.3.3 実行時の動作

バッチ・ジョブの RAD を指定すると， ジョブ・コントローラは新しい HOME_RAD 引数がジョブの RAD 値に設定されたプロセスを作成します。

ジョブに対して指定された RAD がターゲット・システムで無効であった場合， ジョブ・コントローラは BADRAD メッセージをオペレータ・コンソールに出力します。 正しくない RAD 値がバッチ・キューの RAD 設定に一致した場合， バッチ・キューは停止します。ジョブはキューに残ります。

3.3.3.1 エラー処理

次の例は，実行時処理のエラーを示しています。

SYSTEM@QUEBIT> SUBMIT/NONOTIFY/NOLOG/QUEUE=BATCHQ1 TEST.COM Job TEST (queue BATCHQ1, entry 30) started on BATCHQ1 OPCOM MESSAGES SYSTEM@QUEBIT> START/QUEUE BATCHQ1 %%%%%%%%%%% OPCOM 25-JUL-2001 16:15:48.52 %%%%%%%%%%% Message from user SYSTEM on QUEBIT %JBC-E-FAILCREPRC, job controller could not create a process %%%%%%%%%%% OPCOM 25-JUL-2001 16:15:48.53 %%%%%%%%%%% Message from user SYSTEM on QUEBIT -SYSTEM-E-BADRAD, bad RAD specified %%%%%%%%%%% OPCOM 25-JUL-2001 16:15:48.54 %%%%%%%%%%% Message from user SYSTEM on QUEBIT %QMAN-E-CREPRCSTOP, failed to create a batch process, queue BATCHQ1 will be stopped $ SYSTEM@QUEBIT> WRITE SYS$OUTPUT - _$ F$message(%x'F$GETQUI("DISPLAY_ENTRY","CONDITION_VECTOR","30")') %SYSTEM-E-BADRAD, bad RAD specified

3.7.1 SHOW RAD

SDA コマンドの SHOW RAD は，以下の情報を表示します。

このコマンドは， RAD をサポートするハードウェア・プラットフォームでのみ有効です (AlphaServer GS160 システムなど)。 デフォルトの設定では，SHOW RAD コマンドは RAD_SUPPORT システム・パラメータ・フィールドの設定を表示します。

形式:

SHOW RAD [number|/ALL]

パラメータ:

number

指定された RAD の CPU とメモリに関する情報を表示します。

修飾子:

/ALL

RAD_SUPPORT パラメータ・フィールドの設定とすべての CPU/ メモリ割り当てを表示します。

次の例は，RAD_SUPPORT システム・パラメータ・フィールドの設定を示しています。

    SDA> SHOW RAD

    Resource Affinity Domains
    -------------------------

    RAD information header address: FFFFFFFF.82C2F940
    Maximum RAD count:                       00000008
    RAD containing SYS$BASE_IMAGE:           00000000
    RAD support flags:                       0000000F

    3         2 2         1 1
    1         4 3         6 5         8 7         0
    +-----------+-----------+-----------+-----------+
    |..|..| skip|ss|gg|ww|pp|..|..|..|..|..|fs|cr|ae|
    +-----------+-----------+-----------+-----------+
    |..|..|    0| 0| 0| 0| 0|..|..|..|..|..|00|11|11|
    +-----------+-----------+-----------+-----------+

    Bit 0 = 1:          RAD support is enabled

    Bit 1 = 1:          Soft RAD affinity support is enabled
                        (Default scheduler skip count of 16 attempts)

    Bit 2 = 1:          System-space replication support is enabled

    Bit 3 = 1:          Copy on soft fault is enabled

    Bit 4 = 0:          Default RAD-based page allocation in use

                        Allocation Type               RAD choice
                        ---------------               ----------
                        Process-private pagefault     Home
                        Process creation or inswap    Random
                        Global pagefault              Random
                        System-space page allocation  Current

    Bit 5 = 0:          RAD debug feature is disabled)

次の例は，RAD 2 の CPU とメモリに関する情報を示しています。

    SDA> SHOW RAD 2


    Resource Affinity Domain 0002
    -----------------------------

    CPU sets:

      Active      08 09 10 11
      Configure   08 09 10 11
      Potential   08 09 10 11


    PFN ranges:

      Start PFN   End PFN     PFN count   Flags
      ---------   --------    ---------   -----
      01000000    0101FFFF    00020000    000A  OpenVMS Base
      01020000    0103FFFF    00020000    0010  Galaxy_Shared

    SYSPTBR:      01003C00)

3.7.2 SHOW RMD (予約済みメモリ記述子)

SDA コマンドの SHOW RMD は，予約済みメモリの割り当て元の RAD を示すように 拡張されています。予約済みメモリの割り当て時に RAD が指定されていなかった場合， SDA は ANY と表示します。

3.7.3 SHOW PFN

SDA コマンドの SHOW PFN には /RAD 修飾子が追加されています。 これは既存の /COLOR 修飾子に似ています。

3.7.4 RAD のハード・アフィニティのサポート

SET PROCESS コマンドが強化されて，/AFFINITY 修飾子が追加されました。 /AFFINITY 修飾子によって， カーネル・スレッドのアフィニティ・マスクのビットをセットまたはクリアできます。 アフィニティ・マスクのビットは，個別に操作することも， グループ単位や全部を一括して操作することもできます。

/NOAFFINITY 修飾子は，/PERMANENT 修飾子の設定に基づいて， 現在またはパーマネント・アフィニティ・マスクでセットされているすべてのアフィニティ・ビットをクリアします。 /AFFINITY 修飾子を指定しても直接の効果はなく， 次の 2 次パラメータによって指定された操作のターゲットを示すだけです。

次の例は， CPU 1，2，3，および 5 のアフィニティ・ビットをアクティブにセットする方法を示しています。

$ SET PROCESS /AFFINITY /PERMANENT /SET = (1,2,3,5)

RAD をサポートしているシステムでは，1 つのプロセスに対するアフィニティを設定する CPU のセットは同じ RAD 内に存在していなければなりません。 たとえば，RAD 0 に CPU 0，1，2，3 があり，RAD 1 に CPU 4，5，6，7 がある AlphaServer GS160 では，SET = 2,3,4,5 は良い設定ではありません。 全体の半分が，ホーム RAD の外で実行されることになるからです。