Linux 中的時鐘準確度

本文來自戴爾軟件開發高級工程師Stuart Hayes

一個關於計時的問題最近引發了個人關注。 有用戶在 Dell 服務器上運行 Linux，而且發現時鐘時間（Linux 所報告的）天天偏差五秒以上，誤差比較明顯。

咱們首先想到的也許是運行 NTP，按期與真實世界同步操做系統的時鐘。

可是這樣的偏差最初是如何產生的？

在Linux運行時，Linux 系統未使用實時時鐘」(real time clock - RTC) 硬件來計時。 Linux 一般在啓動時從RTC 讀取時間，而後從該點開始，Linux 使用另外一個時鐘來源（系統中的另外一個計時器/計數器）來計時。

自第 2.6.18 版起，Linux 的內核就使用 CPU 時間戳計數器 (TSC) 做爲首選的時鐘來源（假設 TSC 以恆定頻率運行，以新款的 Intel 服務器 CPU爲例）。 可是，儘管讀取速度很快且解析度很高，TSC 卻不是一個已知的頻率。 當內核使啓動時，它須要使用頻率已知的另外一個計時器，對其進行校準。 這樣的校準並不是完美無缺（即便用於校準的計時器也是如此），所以把 TSC 做爲時鐘來源會形成時間偏差。

若是減小時間偏差對您很是重要，而非若干微秒的調度延遲，則最好使用頻率已知的計時器，如大多數 x86 服務器上提供的 HPET（高精度事件計時器）。 藉助新內核上的參數「clocksource=hpet」可實現這一目標。 HPET 計時器以已知、固定的頻率運行，Linux 內核可直接從計時器讀取時間。

話說回來，儘管 HPET 的精度高於 TSC，運行 NTP 以在 Linux 中實現長期的時鐘精度始終是很好的想法。

上述討論僅適用於運行於裸機的 Linux。 在虛擬機中的問題略微複雜。

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