tools/power/x86/turbostat/turbostat.8

   1 .TH TURBOSTAT 8
   2 .SH NAME
   3 turbostat \- Report processor frequency and idle statistics
   4 .SH SYNOPSIS
   5 .ft B
   6 .B turbostat
   7 .RB [ Options ]
   8 .RB command
   9 .br
  10 .B turbostat
  11 .RB [ Options ]
  12 .RB [ "\--interval seconds" ]
  13 .SH DESCRIPTION
  14 \fBturbostat \fP reports processor topology, frequency,
  15 idle power-state statistics, temperature and power on X86 processors.
  16 There are two ways to invoke turbostat.
  17 The first method is to supply a
  18 \fBcommand\fP, which is forked and statistics are printed
  19 upon its completion.
  20 The second method is to omit the command,
  21 and turbostat displays statistics every 5 seconds.
  22 The 5-second interval can be changed using the --interval option.
  23 .PP
  24 Some information is not available on older processors.
  25 .SS Options
  26 Options can be specified with a single or double '-', and only as much of the option
  27 name as necessary to disambiguate it from others is necessary.  Note that options are case-sensitive.
  28 \fB--Counter MSR#\fP shows the delta of the specified 64-bit MSR counter.
  29 .PP
  30 \fB--counter MSR#\fP shows the delta of the specified 32-bit MSR counter.
  31 .PP
  32 \fB--Dump\fP displays the raw counter values.
  33 .PP
  34 \fB--debug\fP displays additional system configuration information.  Invoking this parameter
  35 more than once may also enable internal turbostat debug information.
  36 .PP
  37 \fB--interval seconds\fP overrides the default 5-second measurement interval.
  38 .PP
  39 \fB--help\fP displays usage for the most common parameters.
  40 .PP
  41 \fB--Joules\fP displays energy in Joules, rather than dividing Joules by time to print power in Watts.
  42 .PP
  43 \fB--MSR MSR#\fP shows the specified 64-bit MSR value.
  44 .PP
  45 \fB--msr MSR#\fP shows the specified 32-bit MSR value.
  46 .PP
  47 \fB--Package\fP limits output to the system summary plus the 1st thread in each Package.
  48 .PP
  49 \fB--processor\fP limits output to the system summary plus the 1st thread in each processor of each package.  Ie. it skips hyper-threaded siblings.
  50 .PP
  51 \fB--Summary\fP limits output to a 1-line System Summary for each interval.
  52 .PP
  53 \fB--TCC temperature\fP sets the Thermal Control Circuit temperature for systems which do not export that value.  This is used for making sense of the Digital Thermal Sensor outputs, as they return degrees Celsius below the TCC activation temperature.
  54 .PP
  55 \fB--version\fP displays the version.
  56 .PP
  57 The \fBcommand\fP parameter forks \fBcommand\fP, and upon its exit,
  58 displays the statistics gathered since it was forked.
  59 .PP
  60 .SH DEFAULT FIELD DESCRIPTIONS
  61 .nf
  62 \fBCPU\fP Linux CPU (logical processor) number.  Yes, it is okay that on many systems the CPUs are not listed in numerical order -- for efficiency reasons, turbostat runs in topology order, so HT siblings appear together.
  63 \fBAVG_MHz\fP number of cycles executed divided by time elapsed.
  64 \fB%Busy\fP percent of the interval that the CPU retired instructions, aka. % of time in "C0" state.
  65 \fBBzy_MHz\fP average clock rate while the CPU was busy (in "c0" state).
  66 \fBTSC_MHz\fP average MHz that the TSC ran during the entire interval.
  67 .fi
  68 .PP
  69 .SH DEBUG FIELD DESCRIPTIONS
  70 .nf
  71 \fBPackage\fP processor package number.
  72 \fBCore\fP processor core number.
  73 Note that multiple CPUs per core indicate support for Intel(R) Hyper-Threading Technology (HT).
  74 \fBCPU%c1, CPU%c3, CPU%c6, CPU%c7\fP show the percentage residency in hardware core idle states.
  75 \fBCoreTmp\fP Degrees Celsius reported by the per-core Digital Thermal Sensor.
  76 \fBPkgTtmp\fP Degrees Celsius reported by the per-package Package Thermal Monitor.
  77 \fBPkg%pc2, Pkg%pc3, Pkg%pc6, Pkg%pc7\fP percentage residency in hardware package idle states.
  78 \fBPkgWatt\fP Watts consumed by the whole package.
  79 \fBCorWatt\fP Watts consumed by the core part of the package.
  80 \fBGFXWatt\fP Watts consumed by the Graphics part of the package -- available only on client processors.
  81 \fBRAMWatt\fP Watts consumed by the DRAM DIMMS -- available only on server processors.
  82 \fBPKG_%\fP percent of the interval that RAPL throttling was active on the Package.
  83 \fBRAM_%\fP percent of the interval that RAPL throttling was active on DRAM.
  84 .fi
  85 .PP
  86 .SH EXAMPLE
  87 Without any parameters, turbostat displays statistics ever 5 seconds.
  88 (override interval with "-i sec" option, or specify a command
  89 for turbostat to fork).
  90 .nf
  91 [root@hsw]# ./turbostat
  92      CPU Avg_MHz   %Busy Bzy_MHz TSC_MHz
  93        -     488   12.51    3898    3498
  94        0       0    0.01    3885    3498
  95        4    3897   99.99    3898    3498
  96        1       0    0.00    3861    3498
  97        5       0    0.00    3882    3498
  98        2       1    0.02    3894    3498
  99        6       2    0.06    3898    3498
 100        3       0    0.00    3849    3498
 101        7       0    0.00    3877    3498
 102
 103 .fi
 104 .SH DEBUG EXAMPLE
 105 The "--debug" option prints additional system information before measurements:
 106
 107 The first row of statistics is a summary for the entire system.
 108 For residency % columns, the summary is a weighted average.
 109 For Temperature columns, the summary is the column maximum.
 110 For Watts columns, the summary is a system total.
 111 Subsequent rows show per-CPU statistics.
 112 .nf
 113 turbostat version 4.1 10-Feb, 2015 - Len Brown <lenb@kernel.org>
 114 CPUID(0): GenuineIntel 13 CPUID levels; family:model:stepping 0x6:3c:3 (6:60:3)
 115 CPUID(6): APERF, DTS, PTM, EPB
 116 RAPL: 3121 sec. Joule Counter Range, at 84 Watts
 117 cpu0: MSR_NHM_PLATFORM_INFO: 0x80838f3012300
 118 8 * 100 = 800 MHz max efficiency
 119 35 * 100 = 3500 MHz TSC frequency
 120 cpu0: MSR_IA32_POWER_CTL: 0x0004005d (C1E auto-promotion: DISabled)
 121 cpu0: MSR_NHM_SNB_PKG_CST_CFG_CTL: 0x1e000400 (UNdemote-C3, UNdemote-C1, demote-C3, demote-C1, UNlocked: pkg-cstate-limit=0: pc0)
 122 cpu0: MSR_NHM_TURBO_RATIO_LIMIT: 0x25262727
 123 37 * 100 = 3700 MHz max turbo 4 active cores
 124 38 * 100 = 3800 MHz max turbo 3 active cores
 125 39 * 100 = 3900 MHz max turbo 2 active cores
 126 39 * 100 = 3900 MHz max turbo 1 active cores
 127 cpu0: MSR_IA32_ENERGY_PERF_BIAS: 0x00000006 (balanced)
 128 cpu0: MSR_CORE_PERF_LIMIT_REASONS, 0x31200000 (Active: ) (Logged: Auto-HWP, Amps, MultiCoreTurbo, Transitions, )
 129 cpu0: MSR_GFX_PERF_LIMIT_REASONS, 0x00000000 (Active: ) (Logged: )
 130 cpu0: MSR_RING_PERF_LIMIT_REASONS, 0x0d000000 (Active: ) (Logged: Amps, PkgPwrL1, PkgPwrL2, )
 131 cpu0: MSR_RAPL_POWER_UNIT: 0x000a0e03 (0.125000 Watts, 0.000061 Joules, 0.000977 sec.)
 132 cpu0: MSR_PKG_POWER_INFO: 0x000002a0 (84 W TDP, RAPL 0 - 0 W, 0.000000 sec.)
 133 cpu0: MSR_PKG_POWER_LIMIT: 0x428348001a82a0 (UNlocked)
 134 cpu0: PKG Limit #1: ENabled (84.000000 Watts, 8.000000 sec, clamp DISabled)
 135 cpu0: PKG Limit #2: ENabled (105.000000 Watts, 0.002441* sec, clamp DISabled)
 136 cpu0: MSR_PP0_POLICY: 0
 137 cpu0: MSR_PP0_POWER_LIMIT: 0x00000000 (UNlocked)
 138 cpu0: Cores Limit: DISabled (0.000000 Watts, 0.000977 sec, clamp DISabled)
 139 cpu0: MSR_PP1_POLICY: 0
 140 cpu0: MSR_PP1_POWER_LIMIT: 0x00000000 (UNlocked)
 141 cpu0: GFX Limit: DISabled (0.000000 Watts, 0.000977 sec, clamp DISabled)
 142 cpu0: MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET: 0x00641400 (100 C)
 143 cpu0: MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS: 0x88340800 (48 C)
 144 cpu0: MSR_IA32_THERM_STATUS: 0x88340000 (48 C +/- 1)
 145 cpu1: MSR_IA32_THERM_STATUS: 0x88440000 (32 C +/- 1)
 146 cpu2: MSR_IA32_THERM_STATUS: 0x88450000 (31 C +/- 1)
 147 cpu3: MSR_IA32_THERM_STATUS: 0x88490000 (27 C +/- 1)
 148     Core     CPU Avg_MHz   %Busy Bzy_MHz TSC_MHz     SMI  CPU%c1  CPU%c3  CPU%c6  CPU%c7 CoreTmp  PkgTmp PkgWatt CorWatt GFXWatt
 149        -       -     493   12.64    3898    3498       0   12.64    0.00    0.00   74.72      47      47   21.62   13.74    0.00
 150        0       0       4    0.11    3894    3498       0   99.89    0.00    0.00    0.00      47      47   21.62   13.74    0.00
 151        0       4    3897   99.98    3898    3498       0    0.02
 152        1       1       7    0.17    3887    3498       0    0.04    0.00    0.00   99.79      32
 153        1       5       0    0.00    3885    3498       0    0.21
 154        2       2      29    0.76    3895    3498       0    0.10    0.01    0.01   99.13      32
 155        2       6       2    0.06    3896    3498       0    0.80
 156        3       3       1    0.02    3832    3498       0    0.03    0.00    0.00   99.95      28
 157        3       7       0    0.00    3879    3498       0    0.04
 158 ^C
 159
 160 .fi
 161 The \fBmax efficiency\fP frequency, a.k.a. Low Frequency Mode, is the frequency
 162 available at the minimum package voltage.  The \fBTSC frequency\fP is the base
 163 frequency of the processor -- this should match the brand string
 164 in /proc/cpuinfo.  This base frequency
 165 should be sustainable on all CPUs indefinitely, given nominal power and cooling.
 166 The remaining rows show what maximum turbo frequency is possible
 167 depending on the number of idle cores.  Note that not all information is
 168 available on all processors.
 169 .PP
 170 The --debug option adds additional columns to the measurement ouput, including CPU idle power-state residency processor temperature sensor readinds.
 171 See the field definitions above.
 172 .SH FORK EXAMPLE
 173 If turbostat is invoked with a command, it will fork that command
 174 and output the statistics gathered when the command exits.
 175 eg. Here a cycle soaker is run on 1 CPU (see %c0) for a few seconds
 176 until ^C while the other CPUs are mostly idle:
 177
 178 .nf
 179 root@hsw: turbostat cat /dev/zero > /dev/null
 180 ^C
 181      CPU Avg_MHz   %Busy Bzy_MHz TSC_MHz
 182        -     482   12.51    3854    3498
 183        0       0    0.01    1960    3498
 184        4       0    0.00    2128    3498
 185        1       0    0.00    3003    3498
 186        5    3854   99.98    3855    3498
 187        2       0    0.01    3504    3498
 188        6       3    0.08    3884    3498
 189        3       0    0.00    2553    3498
 190        7       0    0.00    2126    3498
 191 10.783983 sec
 192
 193 .fi
 194 Above the cycle soaker drives cpu5 up its 3.9 GHz turbo limit.
 195 The first row shows the average MHz and %Busy across all the processors in the system.
 196
 197 Note that the Avg_MHz column reflects the total number of cycles executed
 198 divided by the measurement interval.  If the %Busy column is 100%,
 199 then the processor was running at that speed the entire interval.
 200 The Avg_MHz multiplied by the %Busy results in the Bzy_MHz --
 201 which is the average frequency while the processor was executing --
 202 not including any non-busy idle time.
 203
 204 .SH NOTES
 205
 206 .B "turbostat "
 207 must be run as root.
 208 Alternatively, non-root users can be enabled to run turbostat this way:
 209
 210 # setcap cap_sys_rawio=ep ./turbostat
 211
 212 # chmod +r /dev/cpu/*/msr
 213
 214 .B "turbostat "
 215 reads hardware counters, but doesn't write them.
 216 So it will not interfere with the OS or other programs, including
 217 multiple invocations of itself.
 218
 219 \fBturbostat \fP
 220 may work poorly on Linux-2.6.20 through 2.6.29,
 221 as \fBacpi-cpufreq \fPperiodically cleared the APERF and MPERF MSRs
 222 in those kernels.
 223
 224 AVG_MHz = APERF_delta/measurement_interval.  This is the actual
 225 number of elapsed cycles divided by the entire sample interval --
 226 including idle time.  Note that this calculation is resilient
 227 to systems lacking a non-stop TSC.
 228
 229 TSC_MHz = TSC_delta/measurement_interval.
 230 On a system with an invariant TSC, this value will be constant
 231 and will closely match the base frequency value shown
 232 in the brand string in /proc/cpuinfo.  On a system where
 233 the TSC stops in idle, TSC_MHz will drop
 234 below the processor's base frequency.
 235
 236 %Busy = MPERF_delta/TSC_delta
 237
 238 Bzy_MHz = TSC_delta/APERF_delta/MPERF_delta/measurement_interval
 239
 240 Note that these calculations depend on TSC_delta, so they
 241 are not reliable during intervals when TSC_MHz is not running at the base frequency.
 242
 243 Turbostat data collection is not atomic.
 244 Extremely short measurement intervals (much less than 1 second),
 245 or system activity that prevents turbostat from being able
 246 to run on all CPUS to quickly collect data, will result in
 247 inconsistent results.
 248
 249 The APERF, MPERF MSRs are defined to count non-halted cycles.
 250 Although it is not guaranteed by the architecture, turbostat assumes
 251 that they count at TSC rate, which is true on all processors tested to date.
 252
 253 .SH REFERENCES
 254 "Intel® Turbo Boost Technology
 255 in Intel® Core™ Microarchitecture (Nehalem) Based Processors"
 256 http://download.intel.com/design/processor/applnots/320354.pdf
 257
 258 "Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual
 259 Volume 3B: System Programming Guide"
 260 http://www.intel.com/products/processor/manuals/
 261
 262 .SH FILES
 263 .ta
 264 .nf
 265 /dev/cpu/*/msr
 266 .fi
 267
 268 .SH "SEE ALSO"
 269 msr(4), vmstat(8)
 270 .PP
 271 .SH AUTHOR
 272 .nf
 273 Written by Len Brown <len.brown@intel.com>