Điều gì xảy ra khi tháo bớt một CPU?

1. Tổng quan.

Trên các hệ thống server sử dụng hai CPU (dual-socket), RAM không được chia sẻ chung mà mỗi CPU sẽ quản lý một phần riêng biệt của bộ nhớ. Điều này tuân theo kiến trúc NUMA (Non-Uniform Memory Access), trong đó mỗi CPU có bộ điều khiển bộ nhớ (memory controller) riêng và chỉ truy cập vào RAM gắn với nó một cách trực tiếp.

Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu bạn tháo một CPU ra khỏi hệ thống? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết!

2. Kiến Trúc NUMA và Cách RAM Được Quản Lý

Trong một hệ thống có hai CPU, bo mạch chủ sẽ có các khe RAM được chia thành hai nhóm:

• Nhóm 1: Các khe RAM được quản lý bởi CPU 1
• Nhóm 2: Các khe RAM được quản lý bởi CPU 2

Mỗi CPU có bộ điều khiển bộ nhớ riêng và ưu tiên truy cập RAM trong phạm vi của nó trước khi truy cập vào bộ nhớ của CPU khác. Điều này giúp tối ưu hiệu suất, vì dữ liệu không phải di chuyển qua một CPU khác trước khi đến được RAM cần thiết.

Hình minh họa cách phân bố RAM trên hệ thống dual-socket:

(Sơ đồ trên minh họa cách mỗi CPU quản lý bộ nhớ của riêng nó, hạn chế truy cập vào bộ nhớ của CPU khác.)

3. Điều Gì Xảy Ra Khi Bạn Tháo Một CPU?

Khi bạn tháo bớt một CPU khỏi hệ thống dual-socket, hệ thống sẽ mất quyền truy cập vào bộ nhớ do CPU đó quản lý. Điều này dẫn đến một số hậu quả quan trọng:

3.1. RAM bị vô hiệu hóa một phần

• Nếu server có tổng cộng 6 khe RAM và mỗi CPU quản lý 3 khe, thì khi tháo CPU 2, các thanh RAM trong 3 khe của CPU 2 sẽ không thể sử dụng.
• Trong một số hệ thống, khe RAM có thể vẫn được nhận diện nhưng hệ thống không thể truy cập dữ liệu trên đó, dẫn đến giảm hiệu suất nghiêm trọng.

3.2. Hệ thống có thể không khởi động được

• Nhiều bo mạch chủ yêu cầu RAM phải được cắm vào đúng khe liên quan đến CPU đang hoạt động.
• Nếu tất cả các thanh RAM của bạn đang nằm ở các khe thuộc CPU đã bị tháo, hệ thống có thể không thể khởi động.
• Để khắc phục, bạn cần di chuyển RAM sang các khe thuộc CPU còn lại.

3.3. Giảm Hiệu Suất Do Mất Băng Thông Bộ Nhớ

• Trước đây, mỗi CPU có thể truy cập bộ nhớ riêng với tốc độ cao.
• Khi tháo bớt một CPU, hệ thống chỉ còn một bộ điều khiển bộ nhớ, khiến tổng băng thông giảm đi đáng kể.
• Nếu ứng dụng của bạn yêu cầu truy cập bộ nhớ tốc độ cao, hiệu suất có thể bị ảnh hưởng đáng kể.

3.4. Ảnh hưởng đến Cấu Hình NUMA

• Một số hệ thống được thiết lập để chạy với kiến trúc NUMA tối ưu cho 2 CPU.
• Khi tháo một CPU, hệ thống có thể phải chuyển sang chế độ UMA (Uniform Memory Access), khiến độ trễ truy cập bộ nhớ tăng lên.
• Điều này có thể tác động đến các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao như ảo hóa (VMware, Proxmox), database lớn (MySQL, PostgreSQL) và các ứng dụng AI/ML.

4. Cách Kiểm Tra và Xử Lý Khi Tháo CPU

Nếu bạn buộc phải tháo một CPU khỏi hệ thống, dưới đây là một số cách để kiểm tra và tối ưu lại hệ thống:

4.1. Kiểm tra tình trạng RAM bị vô hiệu hóa

Chạy lệnh sau trên Linux để xem hệ thống còn nhận diện bao nhiêu RAM:

free -h

Hoặc kiểm tra thông tin chi tiết hơn về RAM đang sử dụng:

lscpu | grep 'NUMA node'

Nếu thấy số lượng RAM bị giảm một nửa, có thể một số khe đã bị vô hiệu hóa.

4.2. Di chuyển RAM sang khe do CPU còn lại quản lý

• Tìm hiểu sơ đồ khe RAM trên bo mạch chủ.
• Cắm RAM vào các khe thuộc CPU còn lại.
• Nếu không chắc khe nào còn hoạt động, bạn có thể thử nghiệm bằng cách cắm lần lượt và kiểm tra trong BIOS hoặc bằng lệnh trên Linux.

4.3. Cấu hình lại phần mềm để tối ưu hiệu suất

• Nếu chạy ảo hóa hoặc database lớn, hãy kiểm tra lại cài đặt NUMA để tránh bị chậm hiệu suất.
• Ví dụ, trên Proxmox, bạn có thể bật tính năng “NUMA-aware scheduling” để đảm bảo các VM được gán đúng vùng bộ nhớ còn khả dụng.

4. Kết Luận

Tháo một CPU khỏi hệ thống dual-socket không chỉ đơn giản là mất đi một phần hiệu năng xử lý, mà còn làm giảm băng thông bộ nhớ, có thể khiến RAM bị vô hiệu hóa một phần hoặc thậm chí khiến hệ thống không thể khởi động. Nếu bạn cần tháo một CPU, hãy kiểm tra lại bố trí khe RAM và thực hiện các điều chỉnh phù hợp để tối ưu hiệu suất.