Enable virtualized cpu performance counters что это
You are using an outdated browser. Please upgrade your browser to improve your experience.
expand-card-line
calendar-line —>
You can use performance tuning tools in the guest operating system for software profiling. You can identify and improve processor performance problems. This capability is useful for software developers who optimize or debug software that runs in the virtual machine.
- If virtual CPU performance counters are enabled, you can migrate the virtual machine only to hosts that have compatible CPU performance counters.
- If an ESXi host’s BIOS uses a performance counter or if Fault Tolerance is enabled, some virtual performance counters might not be available for the virtual machine to use.
Note: If a virtual machine resides on an ESXi host in an EVC cluster, CPU counters are not supported for virtual machine creation or editing. You must deactivate CPU performance counters.
For a list of virtualized Model-Specific Registers (MSRs), see the VMware knowledge base article at http://kb.vmware.com/kb/2030221.
Prerequisites
- Verify that the virtual machine compatibility is ESXi 5.1 and later.
- Verify that the virtual machine is turned off.
- Verify that Intel Nehalem Generation (Xeon Core i7) or later processors or AMD Opteron Generation 3 («Greyhound») or later processors are installed.
- Verify that Intel VT-x or AMD-V is enabled in the BIOS so that hardware-assisted virtualization is possible.
- Required Privileges: Virtual machine . Configuration . Change Settings is set on the vCenter Server system.
Procedure
- Right-click a virtual machine in the inventory and select Edit Settings .
- On the Virtual Hardware tab, expand CPU and select the Enable virtualized CPU performance counters check-box.
- Click OK .
Установка Hyper-V в VMWare Workstation
Одним из больших достоинств VMWare Workstation является возможность установки гипервизора внутри виртуальной машины (двойная виртуализация). Эту возможность очень удобно использовать для развертывания в тестовых\учебных средах, где иначе потребовалось бы несколько железных серверов.
К примеру, можно попробовать установить в VMWare Workstation виртуальную машину с Windows Server 2012 R2, на которой поднять роль Hyper-V. Однако если проделать это без подготовки, то мы получим ошибку такого содержания: «Hyper-V cannot be installed. A hypervisor is already running.»
Для того, чтобы роль Hyper-V успешно установилась, необходимо проделать некоторые действия. Во первых, надо остановить виртуальную машину. Затем открыть в блокноте ее файл конфигурации (файл с расширением .vmx) и добавить в него три строчки:
hypervisor.cpuid.v0 = ″FALSE″
mce.enable = ″TRUE″
vhu.enable = ″TRUE″
Затем открыть свойства ВМ и в настройках процессора отметить галочками пункты «Virtualize Intel VT-x/EPT or AMD-V/RVI» и «Virtualize CPU performance counters».
После чего можно стартовать ВМ и устанавливать роль Hyper-V. Проверялось на VMWare Workstation 11, но должно работать на более ранних версиях.
Анализ производительности ВМ в VMware vSphere. Часть 1: CPU
Рассказываем, что и почему «тормозит» и как сделать так, чтобы не «тормозило».
23 мая 2019 • Алексей Дарченков
Если вы администрируете виртуальную инфраструктуру на базе VMware vSphere (или любого другого стека технологий), то наверняка часто слышите от пользователей жалобы: «Виртуальная машина работает медленно!». В этом цикле статей разберу метрики производительности и расскажу, что и почему «тормозит» и как сделать так, чтобы не «тормозило».
Буду рассматривать следующие аспекты производительности виртуальных машин:
Для анализа производительности нам понадобятся:
- vCenter Performance Counters – счетчики производительности, графики которых можно посмотреть через vSphere Client. Информация по данным счетчикам доступна в любой версии клиента (“толстый” клиент на C#, web-клиент на Flex и web-клиент на HTML5). В данных статьях мы будем использовать скриншоты из С#-клиента, только потому, что они лучше смотрятся в миниатюре:)
- ESXTOP – утилита, которая запускается из командной строки ESXi. С ее помощью можно получить значения счетчиков производительности в реальном времени или выгрузить эти значения за определенный период в .csv файл для дальнейшего анализа.
Ниже в статье расскажу немного про ESXTOP и приведу несколько полезных ссылок на документацию и статьи по теме.
Немного теории
Диаграмма состояний процесса в ESXi. Источник
В ESXi за работу каждого vCPU (ядра виртуальной машины) отвечает отдельный процесс – world в терминологии VMware. Также есть служебные процессы, но с точки зрения анализа производительности ВМ они менее интересны.
Процесс в ESXi может находиться в одном из четырех состояний:
- Run – процесс выполняет какую-то полезную работу.
- Wait – процесс не выполняет никакой работы (idle) либо ждет ввода/вывода.
- Co-stop – состояние, которое возникает в многоядерных виртуальных машинах. Оно возникает, когда планировщик CPU гипервизора (ESXi CPU Scheduler) не может запланировать одновременное исполнение на физических ядрах сервера всех активных ядер виртуальной машины. В физическом мире все ядра процессора работают параллельно, гостевая ОС внутри ВМ рассчитывает на аналогичное поведение, поэтому гипервизору приходится замедлять ядра ВМ, у которых есть возможность закончить такт быстрее. В современных версиях ESXi планировщик CPU использует механизм, который называется relaxed co-scheduling: гипервизор считает разрыв между самым «быстрым» и самым “медленным» ядром виртуальной машины (skew). Если разрыв превышает определенный порог, «быстрое» ядро переходит в состояние co-stop. Если ядра ВМ проводят много времени в этом состоянии, это может вызвать проблемы с производительностью.
- Ready – процесс переходит в данное состояние, когда у гипервизора нет возможности выделить ресурсы для его исполнения. Высокие значения ready могут вызвать проблемы с производительностью ВМ.
Основные счетчики производительности CPU виртуальной машины
CPU Usage, %. Показывает процент использования CPU за заданный период.
Как анализировать? Если ВМ стабильно использует CPU на 90% или есть пики до 100%, то у нас проблемы. Проблемы могут выражаться не только в «медленной» работе приложения внутри ВМ, но и в недоступности ВМ по сети. Если система мониторинга показывает, что ВМ периодически отваливается, обратите внимание на пики на графике CPU Usage.
Есть стандартный Аlarm, который показывает загрузку CPU виртуальной машины:
Что делать? Если у ВМ постоянно зашкаливает CPU Usage, то можно задуматься об увеличении количества vCPU (к сожалению, это не всегда помогает) или переносе ВМ на сервер с более производительными процессорами.
CPU Usage in Mhz
В графиках на vCenter Usage в % можно посмотреть только по всей виртуальной машине, графиков по отдельным ядрам нет (в Esxtop значения в % по ядрам есть).
По каждому ядру можно посмотреть Usage in MHz.
Как анализировать? Бывает, что приложение не оптимизировано под многоядерную архитектуру: использует на 100% только одно ядро, а остальные простаивают без нагрузки. Например, при дефолтных настройках бэкапа MS SQL запускает процесс только на одном ядре. В итоге резервное копирование тормозит не из-за медленной скорости дисков (именно на это изначально пожаловался пользователь), а из-за того, что не справляется процессор. Проблема была решена изменением параметров: резервное копирование стало запускаться параллельно в несколько файлов (соответственно, в несколько процессов).
Пример неравномерной нагрузки ядер
Также бывает ситуация (как на графике выше), когда ядра нагружены неравномерно и на некоторых из них есть пики в 100%. Как и при загрузке только одного ядра, alarm по CPU Usage не сработает (он по всей ВМ), но проблемы с производительностью будут.
Что делать? Если ПО в виртуальной машине нагружает ядра неравномерно (использует только одно ядро или часть ядер), нет смысла увеличивать их количество. В таком случае лучше переместить ВМ на сервер с более производительными процессорами.
Также можно попробовать проверить настройки энергопотребления в BIOS сервера. Многие администраторы включают в BIOS режим High Performance и тем самым отключают технологии энергосбережения C-states и P-states. В современных процессорах Intel используется технология Turbo Boost, которая увеличивает частоту отдельных ядер процессора за счет других ядер. Но она работает только при включенных технологиях энергосбережения. Если мы их отключаем, то процессор не может уменьшить энергопотребление ядер, которые не нагружены.
VMware рекомендует не отключать технологии энергосбережения на серверах, а выбирать режимы, которые максимально отдают управление энергопотреблением гипервизору. При этом в настройках энергопотребления гипервизора нужно выбрать High Performance.
Если у вас в инфраструктуре отдельные ВМ (или ядра ВМ) требуют повышенную частоту CPU, корректная настройка энергопотребления может значительно улучшить их производительность.
CPU Ready (Readiness)
Если ядро ВМ (vCPU) находится в состоянии Ready, оно не выполняет полезную работу. Такое состояние возникает, когда гипервизор не находит свободное физическое ядро, на которое можно назначить процесс vCPU виртуальной машины.
Как анализировать? Обычно если ядра виртуальной машины находятся в состоянии Ready больше 10% времени, то вы заметите проблемы с производительностью. Проще говоря, больше 10% времени ВМ ждет доступности физических ресурсов.
В vCenter можно посмотреть 2 счетчика, связанных с CPU Ready:
Значения обоих счетчиков можно посмотреть как по всей ВМ, так и по отдельным ядрам.
Readiness показывает значение сразу в процентах, но только в Real-time (данные за последний час, интервал измерений 20 секунд). Этот счетчик лучше использовать только для поиска проблем «по горячим следам».
Значения счетчика Ready можно посмотреть также в исторической перспективе. Это полезно, если нужно установить закономерности и для более глубокого анализа проблемы. Например, если у виртуальной машины начинаются проблемы с производительностью в какое-то определенное время, можно сопоставить интервалы повешенного значения CPU Ready с общей нагрузкой на сервер, где данная ВМ работает, и принять меры по снижению нагрузки (если DRS не справился).
Ready в отличие от Readiness показывается не в процентах, а миллисекундах. Это счетчик типа Summation, то есть он показывает, сколько времени за период измерения ядро ВМ находилось в состоянии Ready. Перевести данное значение в проценты можно по несложной формуле:
(CPU ready summation value / (chart default update interval in seconds * 1000)) * 100 = CPU ready %
Например, для ВМ на графике ниже пиковое значение Ready на всю виртуальную машину получится следующим:
При подсчете значения Ready в процентах стоит обращать внимание на два момента:
- Значение Ready по всей ВМ – это сумма Ready по ядрам.
- Интервал измерения. Для Real-time – это 20 секунд, а, например, на дневных графиках – это 300 секунд.
При активном траблшутинге эти простые моменты можно легко упустить и потратить ценное время на решение несуществующих проблем.
Рассчитаем Ready на основе данных из графика ниже. (324474/(20*1000))*100 = 1622% на всю ВМ. Если смотреть по ядрам получится уже не так страшно: 1622/64 = 25% на ядро. В данном случае обнаружить подвох довольно просто: значение Ready нереалистичное. Но если речь идет о 10–20% на всю ВМ с несколькими ядрами, то по каждому ядру значение может быть в пределах нормы.
Что делать? Высокое значение Ready говорит о том, что серверу не хватает ресурсов процессора для нормальной работы виртуальных машин. В такой ситуации остается только уменьшить переподписку по процессору (vCPU:pCPU). Очевидно, этого можно добиться, уменьшив параметры существующих ВМ или путем миграции части ВМ на другие серверы.
Co-stop
Как анализировать? Данный счетчик также имеет тип Summation и переводится в проценты аналогично Ready:
(CPU co-stop summation value / ( * 1000)) * 100 = CPU co-stop %
Здесь также нужно обращать внимание на количество ядер на ВМ и на интервал измерения.
В состоянии Costop ядро таже не выполняет полезную работу. При правильном подборе размера ВМ и нормальной нагрузке на сервер счетчик со-stop должен быть близок к нулю.
В данном случае нагрузка явно ненормальная 🙂
Что делать? Если на одном гипервизоре работают несколько ВМ с большим количеством ядер и есть переподписка по CPU, то счетчик co-stop может вырасти, что приведет к проблемам с производительностью данных ВМ.
Также co-stop вырастет, если для активных ядер одной ВМ используются треды на одном физическом ядре сервера со включенным hyper-treading. Такая ситуация может возникнуть, например, если у ВМ больше ядер, чем физически есть на сервере, где она работает, или если для ВМ включена настройка «preferHT». Про эту настройку можно прочитать здесь.
Чтобы избежать проблем с производительностью ВМ из-за высокого Co-stop, выбирайте размер ВМ в соответствии с рекомендациями производителя ПО, которое работает на этой ВМ, и с возможностями физического сервера, где работает ВМ.
Не добавляйте ядра про запас, это может вызвать проблемы с производительностью не только самой ВМ, но и ее соседей по серверу.
Другие полезные метрики CPU
Run – сколько времени (мс) за период измерения vCPU находился в состоянии RUN, то есть собственно выполнял полезную работу.
Idle – сколько времени (мс) за период измерения vCPU находился в состоянии бездействия. Высокие значения Idle – это не проблема, просто vCPU было «нечего делать».
Wait – сколько времени (мс) за период измерения vCPU находился в состоянии Wait. Так как в данный счетчик включается IDLE, высокие значения Wait также не говорят о наличии проблемы. А вот если при высоком Wait IDLE низкий, значит ВМ ждала завершения операций ввода/вывода, а это, в свою очередь, может говорить о наличии проблемы с производительностью жесткого диска или каких-либо виртуальных устройств ВМ.
Max limited – сколько времени (мс) за период измерения vCPU находился в состоянии Ready из-за установленного лимита по ресурсам. Если производительность необъяснимо низкая, то полезно проверить значение данного счетчика и лимит по CPU в настройках ВМ. У ВМ действительно могут оказаться выставлены лимиты, о которых вы не знаете. Например, так происходит, когда ВМ была склонирована из шаблона, на котором был установлен лимит по CPU.
Swap wait – сколько времени за период измерения vCPU ждал операции с VMkernel Swap. Если значения данного счетчика выше нуля, то у ВМ точно есть проблемы с производительностью. Подробнее про SWAP поговорим в статье про счетчики оперативной памяти.
ESXTOP
Если счетчики производительности в vCenter хороши для анализа исторических данных, то оперативный анализ проблемы лучше производить в ESXTOP. Здесь все значения представлены в готовом виде (не нужно ничего переводить), а минимальный период измерения 2 секунды.
Экран ESXTOP по CPU вызывается клавишей «c» и выглядит следующим образом:
Для удобства можно оставить только процессы виртуальных машин, нажав Shift-V.
Чтобы посмотреть метрики по отдельным ядрам ВМ, нажмите «e» и вбейте GID интересующей ВМ (30919 на скриншоте ниже):
Кратко пройдусь по столбцам, которые представлены по умолчанию. Дополнительные столбцы можно добавить, нажав «f».
NWLD (Number of Worlds) – количество процессов в группе. Чтобы раскрыть группу и увидеть метрики для каждого процесса (например, для каждого ядра многоядерной ВМ), нажмите “e”. Если в группе больше одного процесса, то значения метрик для группы равны сумме метрик для отдельных процессов.
%USED – сколько циклов CPU сервера использует процесс или группа процессов.
%RUN – сколько времени за период измерения процесс находился в состоянии RUN, т.е. выполнял полезную работу. Отличается от %USED тем, что не учитывает hyper-threading, frequency scaling и время, затраченное на системные задачи (%SYS).
%SYS – время, затраченное на системные задачи, например: обработку прерываний, ввода/вывода, работу сети и пр. Значение может быть высоким, если на ВМ большой ввод/вывод.
%OVRLP – сколько времени физическое ядро, на котором выполняется процесс ВМ, потратило на задачи других процессов.
Данные метрики соотносятся между собой следующим образом:
%USED = %RUN + %SYS — %OVRLP.
Обычно метрика %USED является более информативной.
%WAIT – сколько времени за период измерения процесс находился в состоянии Wait. Включает IDLE.
%IDLE – cколько времени за период измерения процесс находился в состоянии IDLE.
%SWPWT – сколько времени за период измерения vCPU ждал операции с VMkernel Swap.
%VMWAIT – сколько времени за период измерения vCPU находилось в состояния ожидания события (обычно ввода/вывода). Аналогичного счетчика нет в vCenter. Высокие значения говорят о проблемах с вводом/выводом на ВМ.
%WAIT = %VMWAIT + %IDLE + %SWPWT.
Если ВМ не использует VMkernel Swap, то при анализе проблем с производительностью целесообразно смотреть на %VMWAIT, так как данная метрика не учитывает время, когда ВМ ничего не делала (%IDLE).
%RDY – cколько времени за период измерения процесс находился в состоянии Ready.
%CSTP – cколько времени за период измерения процесс находился в состоянии Co-stop.
%MLMTD – сколько времени за период измерения vCPU находился в состоянии Ready из-за установленного лимита по ресурсам.
%WAIT + %RDY + %CSTP + %RUN = 100% – ядро ВМ все время находится в каком-то из этих четырех состояний.
CPU на гипервизоре
В vCenter есть также счетчики производительности CPU для гипервизора, но они не представляют из себя ничего интересного – это просто сумма счетчиков по всем ВМ на сервере.
Удобнее всего смотреть состояние CPU на сервере на вкладке Summary:
Для сервера, как и для виртуальной машины, есть стандартный Alarm:
При высокой нагрузке на CPU сервера у ВМ, работающих на нем, начинаются проблемы с производительностью.
В ESXTOP данные о загрузке CPU сервера представлены в верхней части экрана. Помимо стандартного CPU load, который малоинформативен для гипервизоров, есть еще три метрики:
CORE UTIL(%) – загрузка ядра физического сервера. Данный счетчик показывает, сколько времени за период измерения ядро выполняло работу.
PCPU UTIL(%) – если включен hyper-threading, то на каждое физическое ядро приходится два потока (PCPU). Данная метрика показывает, сколько времени каждый поток выполнял работу.
PCPU USED(%) – то же, что PCPU UTIL(%), но учитывает frequency scaling (либо снижение частоты ядра в целях энергосбережения, либо повышение частоты ядра за счет технологии Turbo Boost) и hyper-threading.
PCPU_USED% = PCPU_UTIL% * эффективную частоту ядра / номинальную частоту ядра.
На этом скриншоте для некоторых ядер из-за работы Turbo Boost’а значение USED больше 100%, так как частота ядра выше номинальной
Пара слов о том, как учитывается hyper-threading. Если процессы исполняются 100% времени на обоих потоках физического ядра сервера, при этом ядро работает на номинальной частоте, то:
- CORE UTIL для ядра будет 100%,
- PCPU UTIL для обоих потоков будет 100%,
- PCPU USED для обоих потоков будет 50%.
Если оба потока не работали 100% времени за период измерения, то в те периоды, когда потоки работали параллельно, PCPU USED для ядер делится пополам.
В ESXTOP также есть экран с параметрами энергопотребления CPU сервера. Здесь можно посмотреть, используются ли сервером технологии энергосбережения: C-states и P-states. Вызывается клавишей «p»:
Стандартные проблемы производительности CPU
Напоследок пробегусь по типичным причинам возникновения проблем с производительностью CPU ВМ и дам короткие советы их решению:
- Не хватает тактовой частоты ядра. Если нет возможности перевести ВМ на более производительные ядра, можно попробовать изменить настройки энергопотребления, чтобы Turbo Boost работал эффективнее.
- Неправильный сайзинг ВМ (слишком много/мало ядер). Если поставить мало ядер, будет высокая загрузка CPU ВМ. Если много, словите высокий co-stop.
- Большая переподписка по CPU на сервере. Если на ВМ высокий Ready, снизьте переподписку по CPU.
- Неправильная NUMA-топология на больших ВМ. NUMA-топология, которую видит ВМ (vNUMA), должна соответствовать NUMA-топологии сервера (pNUMA). Про диагностику и возможные варианты решения данной проблемы написано, например, в книге «VMware vSphere 6.5 Host Resources Deep Dive». Если не хотите углубляться и у вас нет лицензионных ограничений по ОС, установленной на ВМ, делайте на ВМ много виртуальных сокетов по одному ядру. Много не потеряете:)
На этом про CPU у меня все. Задавайте вопросы. В следующей части расскажу про оперативную память.
Полезные статьи по теме:
Enable Virtualized CPU Performance Counters on VMware
Are you looking for a way to precisely measure the CPU performance while running a virtual machine on your PC? I’ve got just the thing for you. It’s a built-in feature in VMware called Virtual Performance Monitoring Counters(vPMCs).
Despite having a lengthy & complicated name, enabling this feature is quite simple.
Let’s dive into this write-up as I have discussed the most effortless way to turn on this feature.
Quick Navigation show
- How to Activate Virtual CPU Performance Monitoring
- Prerequisites for Enabling CPU Performance Counters
- CPU Performance Counter Enabling Procedure
- For VMware vSphere Version 7.0 & 6.7
- For VMware vSphere Version 6.5 & Older
How to Activate Virtual CPU Performance Monitoring
To enable virtual CPU performance monitoring in VMware, select a virtual machine in the inventory and click on Edit settings. Now click on Processors(for version 6.7 & newer) or expand the CPU section(for version 6.5 or older) & tick the box for Virtualize CPU performance counters.
Too brief for you? Don’t worry, below I have discussed the concise steps to enable performance monitoring counters in great detail.
But before we do, let’s see the requirements to enable this feature.
Prerequisites for Enabling CPU Performance Counters
There are some conditions your computer must meet before you can enable virtualized CPU utilization counter. Such as virtual machine compatibility, system configuration, privileges in the vCenter server system, etc.
Additionally, if you’re an Intel user, you’ll need to enable Hyper-V for Windows 10 & Windows 11 from the BIOS. For AMD users, they’ll need to enable SMV from the BIOS as well.
Here are the prerequisites for enabling performance counters in VMware:
- Check if the virtual machine compatibility is ESXi 5.1 or later.
- Make sure your computer has at least 4 CPU cores & 4GB system RAM.
- Ensure you have the privilege to change settings from the vCenter Server
- Enable Hyper-V(for Intel) or SMV/AMD-V(for AMD) from the BIOS.
To easily check whether CPU virtualization is turned on, open Task Manager and go to the Performance tab. Now check whether the Virtualization is enabled.
CPU Performance Counter Enabling Procedure
If your system matches the above requirements, follow these steps one by one to activate performance counters for CPU usage.
Here’s how to enable virtualized CPU performance counters:
For VMware vSphere Version 7.0 & 6.7
- Run VMware Workstation and select your preferred virtual machine from the inventory/library.
- Click on Edit virtual machine settings.
- Select Processors from the Hardware tab.
- Tick the box for Virtualize CPU performance counters.
- Click OK.
For VMware vSphere Version 6.5 & Older
- Launch VMware Workstation and choose the virtual machine from the inventory.
- Click on Edit settings and select the Virtual Hardware tab.
- Expand the CPU section.
- Go to Performance Counters(*) and tick the box for Enable virtualized CPU performance counters.
- Hit OK.
Keep in mind, the performance monitoring counters won’t be virtualized if the host is already using the physical CPU counter for another use.
If you are looking to enable CPU Virtualization, look no further than our separate guide. It has all the detailed steps listed out for you.
Frequently Asked Questions
What does virtualize CPU performance counters do?
VMware’s Virtual CPU Performance Monitoring Counters (vPMCs) provide an easy way for users to keep track of CPU utilization while running a virtual machine.
Do I need to have Hyper-V enabled to run VMware Workstation?
Yes. Enabling Hyper-V for Intel and SMV for AMD is required to run virtualization via VMware Workstation.
Ending Remark
Tools such as processor performance counters are very useful for software profiling. It helps the developers to further optimize and debug programs running on the virtual machine.
Hopefully, this article has helped you achieve this goal by letting you know how to enable such a feature.
Have a nice day!
About The Author
Steven Arends
Steven Arends is a computer science graduate and tech enthusiast with over 10 years of experience in the field. He has a vast collection of computer hardware and loves exploring the latest advancements. As a contributing author to 10Scopes, Steven shares his expertise to make the world of technology more accessible and easier to understand for all readers.