Soft-NUMA (SQL Server)

Gilt für: SQL Server

Moderne Prozessoren verfügen über mehrere Kerne pro Socket. Jeder Socket wird in der Regel als ein einzelner NUMA-Knoten dargestellt. Die SQL Server-Datenbank-Engine partitioniert pro NUMA-Knoten verschiedene interne Strukturen und Dienstthreads für Partitionen. Bei Prozessoren mit zehn oder mehr Kernen pro Socket, erhöht die Verwendung von Software-NUMA zum Teilen von NUMA-Hardwareknoten in der Regel die Skalierbarkeit und die Leistung, da Prozessoren mit zehn oder mehr Kernen pro Socket verwendet werden. Vor SQL Server 2014 (12.x) SP2 war beim softwarebasierten NUMA (Soft-NUMA) eine Bearbeitung der Registrierung erforderlich, um eine Affinitätsmaske für die Knotenkonfiguration hinzuzufügen. Außerdem wurde der softwarebasierte NUMA auf Hostebene statt über eine Instanz konfiguriert. Ab SQL Server 2014 (12.x) SP2 und SQL Server 2016 (13.x) wird Soft-NUMA automatisch auf die Datenbankinstanzebene konfiguriert, wenn der SQL Server-Datenbank-Engine-Dienst gestartet wird.

Hot-Add-Prozessoren werden von Soft-NUMA nicht unterstützt.

Automatischer Soft-NUMA

Immer wenn SQL Server-Datenbank-Engine in SQL Server 2016 (13.x) beim Start mehr als acht physische CPU-Kerne pro NUMA-Knoten oder Socket erkennt, werden standardmäßig automatisch Soft-NUMA-Knoten erstellt. Gleichzeitige Multithreading-Prozessorkerne (SMT) werden nicht unterschieden, wenn physische Kerne in einem Knoten gezählt werden. Wenn mehr als acht physische Prozessoren pro Socket erkannt werden, erstellt SQL Server-Datenbank-Engine Soft-NUMA-Knoten, die im Idealfall acht Kerne enthalten, jedoch auch fünf bis neun logische Kerne pro Knoten enthalten können. Die Größe des Hardwareknotens kann durch eine CPU-Affinitätsmaske eingeschränkt werden. Die Anzahl von NUMA-Knoten übersteigt die maximale Anzahl von unterstützten NUMA-Knoten nie.

Sie können Soft-NUMA mithilfe der ALTER SERVER CONFIGURATION (Transact-SQL)-Anweisung mit dem Argument SET SOFTNUMA deaktivieren oder erneut aktivieren. Nach der Änderung des Werts dieser Einstellung ist ein Neustart der Datenbank-Engine erforderlich, damit diese wirksam wird.

Die folgende Abbildung stellt die Art von Informationen zu Soft-NUMA dar, die im SQL Server-Fehlerprotokoll angezeigt werden, wenn SQL Server NUMA-Hardwareknoten mit mehr als acht physischen Prozessoren pro Knoten oder Socket erkennt.

2016-11-14 13:39:43.17 Server      SQL Server detected 2 sockets with 12 cores per socket and 24 logical processors per socket, 48 total logical processors; using 48 logical processors based on SQL Server licensing. This is an informational message; no user action is required.
2016-11-14 13:39:43.35 Server      Automatic soft-NUMA was enabled because SQL Server has detected hardware NUMA nodes with greater than 8 physical cores.
2016-11-14 13:39:43.63 Server      Node configuration: node 0: CPU mask: 0x0000000000555555:0 Active CPU mask: 0x0000000000555555:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. This is an informational message only. No user action is required.
2016-11-14 13:39:43.63 Server      Node configuration: node 1: CPU mask: 0x0000000000aaaaaa:0 Active CPU mask: 0x0000000000aaaaaa:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. This is an informational message only. No user action is required.
2016-11-14 13:39:43.63 Server      Node configuration: node 2: CPU mask: 0x0000555555000000:0 Active CPU mask: 0x0000555555000000:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. This is an informational message only. No user action is required.
2016-11-14 13:39:43.63 Server      Node configuration: node 3: CPU mask: 0x0000aaaaaa000000:0 Active CPU mask: 0x0000aaaaaa000000:0. This message provides a description of the NUMA configuration for this computer. This is an informational message only. No user action is required.

Manueller Soft-NUMA

Deaktivieren Sie den automatischen Soft-NUMA, und bearbeiten Sie die Registrierung, um eine Affinitätsmaske für die Knotenkonfiguration hinzuzufügen, damit SQL Server manuell für die Verwendung von Soft-NUMA konfiguriert werden kann. Wenn Sie diese Methode verwenden, kann die Soft-NUMA-Maske als binärer Eintrag, als DWORD-Registrierungseintrag (hexadezimal oder dezimal) oder als QWORD-Registrierungseintrag (hexadezimal oder dezimal) angegeben werden. Verwenden Sie QWORD- oder BINARY-Registrierungswerte (QWORD-Werte können vor SQL Server 2012 (11.x) nicht verwendet werden), um mehr als die ersten 32 CPUs zu konfigurieren. Nach Änderung der Registrierung müssen Sie Datenbank-Engine neu starten, damit die Konfiguration von Soft-NUMA wirksam wird.

Gehen Sie von einem Beispielcomputer aus, der acht CPUs besitzt, jedoch keinen Hardware-NUMA. Drei Soft-NUMA-Knoten werden konfiguriert.
Datenbank-Engine-Instanz A wird für die Verwendung der CPUs 0 bis 3 konfiguriert. Eine zweite Datenbank-Engine -Instanz wird installiert und für die Verwendung der CPUs 4 bis 7 konfiguriert. Das Beispiel kann wie folgt visuell dargestellt werden:

CPUs         0  1  2  3  4  5  6  7
Soft-NUMA   <-N0-><-N1-><----N2---->
SQL Server  <instance A><instance B>

Instanz A, die eine hohe E/A-Aktivität aufweist, verfügt nun über zwei E/A-Threads und einen LAZY WRITER-Thread. Instanz B, auf der prozessorintensive Vorgänge ausgeführt werden, verfügt nur über einen E/A-Thread und einen LAZY WRITER-Thread. Den Instanzen können zwar unterschiedliche Mengen an Arbeitsspeicher zugewiesen werden. Im Unterschied zu Hardware-NUMA erhalten beide Instanzen den Arbeitsspeicher jedoch aus demselben Speicherblock des Betriebssystems, außerdem ist keine Speicher-Prozessor-Affinität vorhanden.

Der LAZY WRITER-Thread ist an die SQLOS-Ansicht der physischen NUMA-Arbeitsspeicherknoten gebunden. Deshalb entspricht die von der Hardware angegebene Anzahl von physischen NUMA-Knoten der Anzahl von erstellten LAZY WRITER-Threads. Weitere Informationen finden Sie unter How It Works: Soft NUMA, I/O Completion Thread, Lazy Writer Workers and Memory Nodes(Vorgehensweise: Soft-NUMA, E/A-Abschlussthreads, LAZY WRITER-Worker- und Arbeitsspeicherknoten).

Festlegen der CPU-Affinitätsmaske

Führen Sie auf Instanz A die folgende Anweisung aus, um die Instanz durch Festlegen der CPU-Affinitätsmaske für die Verwendung der CPUs 0, 1, 2 und 3 zu konfigurieren:

ALTER SERVER CONFIGURATION
SET PROCESS AFFINITY CPU = 0 TO 3;

Führen Sie auf Instanz B die folgende Anweisung aus, um die Instanz durch Festlegen der CPU-Affinitätsmaske für die Verwendung der CPUs 4, 5, 6 und 7 zu konfigurieren:

ALTER SERVER CONFIGURATION
SET PROCESS AFFINITY CPU = 4 TO 7;

Zuordnen von Soft-NUMA-Knoten zu den CPUs

Fügen Sie mithilfe des Registrierungs-Editors (regedit.exe) die folgenden Registrierungsschlüssel hinzu, um den CPUs 0 und 1 den Soft-NUMA-Knoten 0, den CPUs 2 und 3 den Soft-NUMA-Knoten 1 und den CPUs 4, 5, 6 und 7 den Soft-NUMA-Knoten 2 zuzuordnen.

Legen Sie für das folgende Beispiel einen DL580 G9-Server mit 18 Kernen pro Socket (in vier Sockets) zugrunde, wobei jeder Socket eine eigene K-Gruppe darstellt. Eine von Ihnen erstellte Soft-NUMA-Konfiguration würde Folgendem Beispiel ähneln: sechs Kerne pro Knoten, drei Knoten pro Gruppe, vier Gruppen.

Metadaten

Sie können die folgenden DMVs zum Anzeigen des aktuellen Status und der Konfiguration von Soft-NUMA verwenden.

• sp_configure (Transact-SQL): Zeigt den aktuellen Wert (0 oder 1) für SOFTNUMA an

• sys.dm_os_sys_info (Transact-SQL): Die Spalten softnuma_configuration und softnuma_configuration_desc zeigen die aktuellen Konfigurationswerte an.

Obwohl Sie den ausgeführten Wert für automatischen soft-NUMA mithilfe von sp_configure (Transact-SQL) anzeigen können, können Sie dessen Wert mit sp_configure nicht ändern. Sie müssen die ALTER SERVER CONFIGURATION (Transact-SQL)-Anweisung mit dem SET SOFTNUMA-Argument verwenden.

Zugehöriger Inhalt

• Zuordnen von TCP/IP-Ports zu NUMA-Knoten (SQL Server)
• affinity mask (Serverkonfigurationsoption)
• ALTER SERVER CONFIGURATION (Transact-SQL)
• sys.dm_os_nodes (Transact-SQL)