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Soft-NUMA (SQL Server)

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Se aplica a: SQL Server

Los procesadores de hoy en día tienen varios núcleos por socket. Normalmente, cada socket se representa como un solo nodo NUMA. El motor de base de datos de SQL Server crea particiones de las diversas estructuras internas y de los subprocesos de servicio por nodo NUMA. En procesadores con 10 o más núcleos por socket, el uso de NUMA de software para dividir los nodos NUMA de hardware suele aumentar la escalabilidad y el rendimiento. Antes de SQL Server 2014 (12.x) SP2, NUMA basado en software (soft-NUMA) requería modificar el Registro para agregar una máscara de afinidad de configuración de nodo y, además, se configuraba en el nivel de host, en vez de por instancia. A partir de SQL Server 2014 (12.x) SP2 y SQL Server 2016 (13.x), soft-NUMA se configura automáticamente en el nivel de instancia de base de datos cuando se inicia el servicio Motor de base de datos de SQL Server.

soft-NUMA no admite procesadores de agregado en caliente.

soft-NUMA automático

Con SQL Server 2016 (13.x), cada vez que Motor de base de datos de SQL Server detecta más de ocho núcleos físicos por nodo NUMA o socket en el inicio, se crean nodos soft-NUMA de forma automática y predeterminada. Los núcleos de procesador multiproceso simultáneos (SMT) no se diferencian al contar núcleos físicos en un nodo. Cuando el número de núcleos físicos detectado es superior a ocho por socket, Motor de base de datos de SQL Server crea nodos soft-NUMA que, idealmente, contienen ocho núcleos, pero esta cifra puede bajar a cinco o subir a nueve núcleos lógicos por nodo. El tamaño del nodo de hardware puede estar limitado por una máscara de afinidad de CPU. El número de nodos NUMA nunca supera el número máximo de nodos NUMA admitido.

Es posible deshabilitar o volver a habilitar soft-NUMA con la instrucción ALTER SERVER CONFIGURATION (Transact-SQL) y el argumento SET SOFTNUMA. Para que el cambio del valor de esta configuración surta efecto, hay que reiniciar el motor de base de datos.

En la siguiente imagen se muestra el tipo de información sobre soft-NUMA que aparece en el registro de errores de SQL Server cuando SQL Server detecta nodos NUMA de hardware con más de ocho núcleos físicos en cada nodo o socket.

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.

Nota:

A partir de SQL Server 2014 (12.x) SP 2, use la marca de seguimiento 8079 para permitir que SQL Server use soft-NUMA automática. A partir de SQL Server 2016 (13.x), este comportamiento se controla mediante el motor y la marca de seguimiento 8079 no tiene ningún efecto. Para obtener más información, vea DBCC TRACEON: marcas de seguimiento.

soft-NUMA manual

Para configurar SQL Server manualmente de modo que use soft-NUMA, deshabilite soft_NUMA automático y modifique el Registro para agregar una máscara de afinidad de configuración de nodo. Al usar este método, la máscara soft-NUMA se puede establecer como una entrada del Registro binaria, DWORD (hexadecimal o decimal) o QWORD (hexadecimal o decimal). Para configurar más de las primeras 32 CPU use valores del Registro QWORD o BINARY (los valores QWORD no se pueden usar antes de SQL Server 2012 (11.x)). Tras modificar el Registro, debe reiniciar el Motor de base de datos para que se aplique la configuración de soft-NUMA.

Sugerencia

Las CPU se numeran a partir de 0.

Advertencia

Una modificación incorrecta del Registro puede provocar daños graves en el sistema. Antes de efectuar cambios en el Registro, es recomendable que realice una copia de seguridad de los datos importantes del equipo.

Considere el ejemplo de un equipo con ocho CPU que no dispone de NUMA de hardware. Se configuran tres nodos de NUMA de software.
La instancia A de Motor de base de datos se configura para que use las CPU 0 a 3. Una segunda instancia de Motor de base de datos se instala y configura para que use las CPU 4 a 7. El ejemplo se puede representar visualmente como:

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

La instancia A, que experimenta actividades de E/S importantes, tiene ahora dos subprocesos de E/S y un subproceso de escritura diferida. La instancia B, que realiza operaciones que requieren un uso intensivo del procesador, solo tiene un subproceso de E/S y un subproceso de escritura diferida. Se pueden asignar diferentes cantidades de memoria a las instancias, pero, a diferencia de lo que ocurre con el NUMA de hardware, ambas reciben memoria del mismo bloque de memoria del sistema operativo y no hay afinidad entre la memoria y el procesador.

El subproceso de escritura diferida está enlazado a la vista del sistema operativo SQL de los nodos físicos de memoria de NUMA. Por consiguiente, sea cual sea el número de nodos físicos de NUMA que presente el hardware, este es el número de subprocesos de escritura diferida que se crean. Para más información, vea Cómo funciona: Soft NUMA, I/O Completion Thread, Lazy Writer Workers and Memory Nodes (Cómo funciona: soft-NUMA, subproceso de finalización de E/S, trabajos de escritura diferida y nodos de memoria).

Nota:

Las claves del Registro de Soft-NUMA no se copian al actualizar una instancia de SQL Server.

Establecer la máscara de afinidad de la CPU

Ejecute la siguiente instrucción en la instancia A para configurarla de modo que use las CPU 0, 1, 2 y 3, y establezca la máscara de afinidad de la CPU:

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

Ejecute la siguiente instrucción en la instancia B para configurarla de modo que use las CPU 4, 5, 6 y 7, y establezca la máscara de afinidad de la CPU:

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

Asignar nodos NUMA de software a las CPU

Mediante el programa Editor del Registro (regedit.exe), agregue las siguientes claves del Registro para asignar el nodo 0 de soft-NUMA a las CPU 0 y 1, el nodo 1 de soft-NUMA a las CPU 2 y 3, y el nodo 2 de soft-NUMA a las CPU 4, 5, 6 y 7.

Sugerencia

Para especificar las CPU de la 60 a la 63, use un valor QWORD de F000000000000000 o un valor BINARIO de 1111000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.

En el ejemplo siguiente, suponga que tiene un servidor DL580 G9 con 18 núcleos por socket (en cuatro sockets) y que cada socket está en su propio grupo K. Una configuración soft-NUMA que podrías crear se parecería al siguiente ejemplo: seis núcleos por nodo, tres nodos por grupo, cuatro grupos.

Ejemplo para una instancia de SQL Server con varios grupos K Tipo Nombre del valor Datos del valor
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node0 DWORD CPUMask 0x3f
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node0 DWORD Group 0
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node1 DWORD CPUMask 0x0fc0
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node1 DWORD Group 0
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node2 DWORD CPUMask 0x3f000
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node2 DWORD Group 0
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node3 DWORD CPUMask 0x3f
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node3 DWORD Group 1
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node4 DWORD CPUMask 0x0fc0
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node4 DWORD Group 1
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node5 DWORD CPUMask 0x3f000
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node5 DWORD Group 1
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node6 DWORD CPUMask 0x3f
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node6 DWORD Group 2
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node7 DWORD CPUMask 0x0fc0
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node7 DWORD Group 2
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node8 DWORD CPUMask 0x3f000
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node8 DWORD Group 2
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node9 DWORD CPUMask 0x3f
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node9 DWORD Group 3
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node10 DWORD CPUMask 0x0fc0
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node10 DWORD Group 3
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node11 DWORD CPUMask 0x3f000
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Microsoft SQL Server\130\NodeConfiguration\Node11 DWORD Group 3

Metadatos

Puede usar las siguientes DMV para ver el estado y configuración actuales de soft-NUMA.

El valor actual de uso automático de soft-NUMA se puede ver con sp_configure (Transact-SQL), pero no se puede modificar mediante sp_configure. Debe usar la instrucción ALTER SERVER CONFIGURATION (Transact-SQL) con el argumento SET SOFTNUMA.

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