Optimisations applicatives pour multi-cœurs NUMA : un cas d'étude avec le serveur web Apache

Résumé Les machines multi-cœurs à accès mémoire non uniforme (NUMA) sont de plus en plus répandues. Il est donc nécessaire de comprendre comment les exploiter efficacement. La plupart des travaux menés dans ce domaine choisissent de résoudre ce problème au niveau du noyau du système d’exploitation, en améliorant les abstractions fournies aux applications ou en proposant de nouvelles architectures logicielles pour améliorer le passage à l’échelle des applications sur ce type de machines. Dans ce papier, nous adoptons un point de vue complémentaire : nous étudions comment améliorer le couple d’applications Apache-PHP au dessus d’un noyau Linux standard. Nous mettons en lumière trois différents problèmes de performance à différents niveaux du système : (i) un nombre d’accès mémoire distants trop important, (ii) un équilibrage de charge inefficace entre les processeurs et (iii) de la contention sur des structures de données du noyau. Nous proposons et implantons des solutions au niveau applicatif pour chacun de ces problèmes. Notre version optimisée des applications Apache et PHP a un débit 33 % plus important que ces applications non modifiées sur une machine à 16 cœurs. Nous concluons en explicitant les leçons tirées lors de ces travaux sur l’amélioration de la performance des serveurs sur les architectures multi-cœurs NUMA.