CPURessourcen

CPURessourcen bezeichnet die Gesamtheit der Rechenleistung, die einem Computersystem zur Verfügung steht. Dazu gehören physische CPU-Kerne, Threads, Taktrate, Cache-Hierarchie (L1/L2/L3), Speicherbandbreite sowie Energiemanagement und thermische Grenzen. Je nach Architektur können außerdem NUMA-Knoten, Turbo- bzw. Boost-Mechanismen und Busarchitektur die verfügbare Leistung beeinflussen.

Unterscheidung zwischen physischen und virtuellen CPURessourcen: In Virtualisierung und Containern werden virtuelle CPUs (vCPUs) zugewiesen. Zugriffsbeschränkungen erfolgen über CPU-Shares, Quoten und Limits; Hypervisoren und Container-Runtimes steuern die Verteilung der CPU-Zeit. Betriebssystem-Scheduler bestimmen, wann eine Anwendung CPU-Zeit erhält; gängige Ansätze sind zeitliches Teilen, Preemption und verschiedene Prioritätsstufen. In Real-Time-Systemen können spezielle Scheduling-Optionen eine deterministische Ausführung sicherstellen. CPU-Affinität (Pinning) erlaubt, Prozesse an bestimmte Kerne zu binden, um Cache-Effekte zu nutzen.

Messung und Überwachung: Wichtige Kennzahlen sind CPU-Auslastung, Load Average, Interrupts, Kontextwechsel und thermisch-bedingte Drosselungen. Typische Messwerkzeuge liefern diese Daten und helfen beim Capacity Planning sowie der Leistungsoptimierung.

Auswirkungen: Contention bei knapp bemessenen CPURessourcen kann Latenzen erhöhen und die Reaktionsfähigkeit verringern. Durch richtige Zuweisung, QoS-Klassen, Skalierung oder Collision-Avoidance-Strategien lässt sich Effizienz und Stabilität verbessern.

CPURessourcen sind ein zentrales Konzept in Betriebssystemen, Virtualisierung und Cloud-Infrastruktur und werden durch Hardware, Hypervisoren, Betriebssysteme und Anwendungsbedarf gesteuert.