Kylin SP2系统BUG-待机状态CPU频率异常

系统更换引发的CPU频率“异常”与性能之谜

1. 问题背景：性能差异引发质疑

在研发中心处理售后升级的疑难问题时，我们遇到了一个颇具迷惑性的案例。在对多台海光7380双路服务器进行Unixbench整机性能对比时，发现其中一台机器的性能显著低于其他同配置机器。

最初的排查由售后完成，他们在为客户更换了操作系统并优化了内存插法后，性能恢复了正常。事情本该到此为止，但细心的客户发现了一个关键疑点：在待机状态下，新旧系统通过 
lscpu 命令查看到的CPU频率存在巨大差异——原系统显示约2200 MHz，而新系统显示约2500 MHz。

原系统：

CPU MHz：   2246

新系统

客户据此并咨询了系统厂商（反馈此数值为机器物理性能，与系统无关）后，怀疑售后工程师是否在更换系统的过程中偷偷替换了硬件，以掩盖原有机器的故障。，这一质疑使得问题升级，最终移交至研发中心进行深度调查。

2. 技术侦查：排除硬件，锁定系统

面对客户的质疑，我们首先排除了硬件更换的可能性。

内存：经对比确认，前后硬件完全一致。内存插槽的调整虽然是为了NUMA平衡，但经过验证，它并非导致CPU频率显示异常的直接原因。

随后，我们开始聚焦于系统本身。通过横向对比CentOS、Kylin、UOS等多个操作系统，确认了一个关键现象：在不同系统上，
lscpu 命令报告的CPU频率确实存在不一致。

3. 真相揭秘：被“遗忘”的 
acpi_idle 驱动

最终的根因定位在操作系统内核层面。我们发现，出问题的SP2系统所使用的内核，没有集成或正确启用 
acpi_idle 驱动。

SP2系统查看cpu节能驱动信息

SP2系统默认是没有管理节能状态的，SP3是开启，显示的节能状态最小是C1，这个地方按照实际对比的情况
1、没有节能管理的情况，CPU的频率只能高于基频1-3000MHZ，趋向于因为没有节能管理，所以CPU的频率会维持在一个较为平衡的状态
2、在SP3有节能管理的情况下，并且最小节能状态是C1的情况下，CPU工作时可用更快的从节能状态唤醒调控，所以CPU频率能达到2.5Ghz
3、另外针对最高是3.0Ghz的情况，做了实验，因为3.0是一个极限频率，无法全部核心都进入，绑定单核运行时可达到2.9GHZ。

以此观察是跟不同系统节能管理状态有关，操作系统升级SP2到SP3，可能内核方面也不止有这方面的优化

原理

当CPU处于空闲状态，系统会调用CPU Idle驱动来进行CPU调度使CPU核心进入低频率的状态以达到节能的效果


acpi_idle 驱动的作用是什么？
这是Linux内核中用于管理CPU空闲状态的驱动程序。当CPU空闲时，它负责让CPU进入一系列名为“C-states”的低功耗状态（如C1, C2, C3）。CPU进入越深的C-state，功耗越低，但唤醒回最高性能状态的延迟也越高。如果该系统缺少或未正确使用此驱动，CPU可能无法有效地进入和退出低功耗状态，导致其在空闲时被“限制”在一个相对较低的性能/频率级别，无法迅速恢复到最高频率。


lscpu 命令的原理是什么？

lscpu 命令本身并不主动检测CPU的实时频率。它汇总显示的是从 
/proc/cpuinfo 等系统接口读取到的信息，其中报告的CPU频率通常是内核检测到的当前频率或标称的基础频率。当 
acpi_idle 驱动缺失时，CPU长时间“卡”在了一个较低频率的状态，
lscpu 读取并展示的正是这个被限制后的值，而非CPU所能达到的最大频率。

查看linux内核机制

内核在进行空闲cpu管理时执行的idle loop代码，会进行两步走，一是选择在CPU idle time management子系统选择空闲策略，二是进行驱动，控制硬件进入的空闲状态

而且：CPUIdle governors独立于底层硬件

4. 解决方案与结论

我们为该SP2系统更新了包含完整驱动和正确电源管理配置的新内核。更新后，
lscpu 显示的CPU频率恢复正常值（2500+ MHz），性能问题也随之解决。此问题后续发现也会影响CPU的能耗，导致待机状态下CPU持续保持高能耗