L’unité centrale de traitement (UC) est le processeur principal d’un système informatique chargé de gérer le calcul général et l’exécution des instructions du programme informatique. Les performances d’un processeur affectent la vitesse d’un ordinateur. Que vous ayez un serveur qui tourne lentement ou que vous souhaitiez dépanner un ordinateur personnel lent, un goulet d’étranglement du processeur pourrait être la cause.
Qu’est-ce qu’un goulet d’étranglement de processeur ?
Un goulet d’étranglement se produit lorsque le processeur est le composant d’un système informatique qui limite ses performances globales. Lorsque d’autres composants d’un système informatique peuvent mieux gérer les charges de travail que le processeur et que vous ne voyez pas les performances que vous attendez, vous pouvez avoir un goulet d’étranglement au niveau du processeur. Le processeur peut être plus ancien que les composants plus rapides de l’ordinateur, ou des éléments environnementaux tels que la chaleur ou le flux d’air peuvent affecter les performances d’un processeur.
L’utilisation de 100 % des processeurs est-elle la même qu’un goulet d’étranglement ?
Un goulet d’étranglement n’est pas le même que lorsqu’un processeur atteint sa capacité maximale. Les serveurs occupés fonctionnant à la capacité maximale du processeur peuvent nécessiter une mise à niveau du processeur lorsqu’ils gèrent trop de traitement. Par exemple, un serveur de base de données occupé peut ne pas être en mesure de gérer une utilisation intensive si le processeur installé n’est pas conçu pour des charges de travail lourdes. Un administrateur qui dépanne un serveur de base de données lent peut constater que le processeur est à 100 % de sa capacité, ce qui ralentit les performances. Les performances lentes sur un serveur fonctionnant à pleine capacité matérielle peuvent être dues à l’incapacité de tous les composants (ou certains composants) à suivre le traitement des données.
Un goulet d’étranglement de l’UC n’entraîne pas toujours de problèmes de performance. L’ordinateur ne fonctionnera pas à des performances optimales avec un processeur plus lent, mais il peut être invisible avec d’autres composants rapides installés ou lorsque le serveur gère peu de requêtes simultanées. Lorsqu’un ordinateur souffre d’un goulet d’étranglement de l’UC, il peut sembler fonctionner rapidement, mais il peut fonctionner plus rapidement avec des configurations optimisées supplémentaires. Pour les serveurs coûteux hébergeant des applications d’entreprise, l’achat d’un nouveau matériel coûte cher. Il est donc traditionnellement plus économique de résoudre les goulets d’étranglement des processeurs plutôt que d’ajouter de l’équipement pour accélérer un serveur.
Quelles sont les causes d’un goulet d’étranglement au niveau de l’UC ?
Certaines applications génèrent des tâches gourmandes en processeurs. D’autres peuvent utiliser l’unité de traitement graphique (GPU) d’une carte vidéo pour décharger les tâches du CPU vers le GPU . Par exemple, les serveurs qui gèrent l’apprentissage machine et l’analytique nécessitent des ressources processeur étendues. Un serveur qui gère des tâches gourmandes en processeurs ne doit gérer que ces tâches, et les applications pour d’autres demandes métier doivent être installées sur des serveurs distincts afin que plusieurs tâches ne « luttent » pas pour les ressources du processeur. La mise en place d’une stratégie pour les charges de travail des serveurs dans un environnement permet d’optimiser l’utilisation des processeurs et d’éviter les goulets d’étranglement.
Tous les équipements informatiques doivent se trouver dans une pièce fraîche, peu humide. Des températures environnementales élevées affectent les performances du processeur. Les serveurs avec peu de débit d’air dans leur boîtier ou installés dans une armoire où le débit d’air est minimal peuvent subir une dégradation du processeur basée sur la chaleur.
Assurez-vous que vos serveurs disposent de suffisamment de mémoire et de stockage. Les serveurs dont la mémoire est limitée doivent décharger les données des applications sur leurs périphériques de stockage. Un serveur surchargé traite les tâches de l’application et transmet les informations du périphérique de stockage à la mémoire, puis à l’UC. Un serveur optimisé charge les informations de l’application dans la mémoire et les transmet si nécessaire au processeur, qui les renvoie à la mémoire. Une utilisation élevée de la mémoire peut indiquer que le serveur a besoin d’une mémoire d’accès aléatoire (RAM) supplémentaire.
Lorsque les administrateurs installent des applications, le processus d’installation ajoute parfois des processus inutiles au démarrage, ce qui signifie que ces processus inutiles se chargent au redémarrage du serveur. Plus le chargement des processus est important au démarrage, plus les ressources du processeur sont nécessaires pour exécuter ces applications en arrière-plan. Supprimez ces processus d’arrière-plan s’ils sont inutiles et n’offrent aucun avantage à la fonctionnalité du serveur. En outre, certaines applications cachées exécutées en arrière-plan peuvent être des logiciels malveillants, alors analysez le serveur à l’aide d’un antivirus et d’un logiciel antimalware.
Que peut-il se passer après un goulet d’étranglement de l’UC ?
Outre la dégradation des performances, les goulets d’étranglement des processeurs peuvent également provoquer des erreurs critiques sur un ordinateur. Les erreurs critiques dues aux goulets d’étranglement des processeurs peuvent entraîner des arrêts pour les applications hébergées sur un serveur d’entreprise. Les administrateurs doivent surveiller les serveurs pour détecter les erreurs liées aux pannes matérielles.
La principale observation en cas de goulets d’étranglement des processeurs est le gel et les pannes d’ordinateur. Lorsque l’UC est en surcharge ou incapable de suivre les tâches, l’ordinateur risque de tomber en panne. Les risques de plantage et d’arrêt augmentent lorsque la RAM et l’espace de stockage sont également épuisés pendant le traitement. À moins que les administrateurs n’installent un logiciel de surveillance sur un serveur, les plantages sont inattendus ou le serveur redémarre sans préavis.
Comment éviter les goulets d’étranglement des processeurs
La mise à niveau du matériel peut être nécessaire en cas de panne des serveurs en raison de goulets d’étranglement de l’UC. Les administrateurs peuvent facilement ajouter des ressources matérielles aux serveurs hébergés dans le cloud dans le tableau de bord d’administration du fournisseur, mais les administrateurs sur site doivent installer physiquement un processeur sur un serveur. Les serveurs sur site doivent être mis hors tension pour installer un nouveau processeur central, et cela doit être fait avec précaution pour éviter l’électricité statique. Les administrateurs doivent se mettre à la terre lors de la manipulation des processeurs pour éviter de détruire le composant de l’électricité statique.
Un équilibreur de charge facilite les goulets d’étranglement des processeurs. Plusieurs serveurs sont nécessaires pour équilibrer les charges de travail lors de l’équilibrage des charges. L’équilibreur de charge détermine les itinéraires du trafic demandant des services applicatifs au lieu d’envoyer l’ensemble du trafic à un seul serveur. Avec plusieurs serveurs derrière un équilibreur de charge, les charges de travail sont réparties sur chaque serveur en fonction de l’utilisation et de la disponibilité du processeur.
Les administrateurs responsables de la disponibilité des serveurs doivent toujours disposer d’un logiciel de surveillance installé dans un environnement réseau pour détecter les goulets d’étranglement des processeurs et les pics élevés d’utilisation des processeurs. Les deux scénarios peuvent indiquer qu’un serveur est surchargé de requêtes, ou que les logiciels malveillants peuvent épuiser les ressources. La dégradation des performances par la chaleur peut également poser problème, et le logiciel de surveillance des serveurs informe les administrateurs des températures élevées du processeur.
Comment effectuer un test de goulets d’étranglement de l’UC
Il existe plusieurs contrôleurs de goulets d’étranglement open source qui peuvent vous aider à déterminer si votre ordinateur a besoin d’une mise à niveau du processeur ou si le matériel doit être optimisé pour de meilleures performances. Windows Task Manager surveille l’utilisation native du processeur, et Linux dispose d’un bundle appelé sysstat pour examiner l’activité du processeur. Même avec les applications natives, les administrateurs peuvent avoir besoin d’une surveillance et de statistiques plus strictes pour identifier un goulet d’étranglement au niveau du processeur.
Voici quelques-uns des outils de contrôle des goulets d’étranglement gratuits et open source :
Conclusion
Les goulets d’étranglement des processeurs peuvent être frustrants, mais il est également nécessaire d’optimiser un serveur pour maintenir les performances optimales des applications. Surveillez vos serveurs pour détecter tout problème de performance afin d’arrêter les pannes critiques avant que les goulets d’étranglement ne provoquent des erreurs imprévues sur n’importe quel système. Si les goulets d’étranglement des processeurs persistent, envisagez de mettre à niveau le matériel du serveur pour améliorer les performances et la stabilité.
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