操作系统与多核处理器

这篇文章解答了我心中的疑问,那就是操作系统会自动调度cpu资源来处理多进程,多线程的并发。
早在上世纪90年代末,就有众多业界人士呼吁用CMP(单芯片多处理器)技术来替代复杂性较高的单线程CPU。IBM、惠普、Sun等高端服务器厂商,更是相继推出了多核服务器CPU。不过,由于服务器价格高、应用面窄,并未引起大众广泛的注意。直到AMD抢先手推出64位处理器后,英特尔才想起利用“多核”这一武器进行“帝国反击战”。2005年4月,英特尔仓促推出简单封装双核的奔腾D和奔腾四至尊版840。AMD在之后也发布了双核皓龙(Opteron)和速龙(Athlon) 64 X2和处理器。但真正的“双核元年”,则被认为是2006年。这一年的7月23日,英特尔基于酷睿(Core)架构的处理器正式发布。
    双核的优势不是频率,而是对付同时处理多件事情。一个核心理论上同时只能干一件事,比如你同时在后台BT下载,前台一边看电影一边拷贝文件一边联QQ……,这么多程序同时需要CPU来响应,怎么办?靠操作系统! 
    window本身就是多线程操作系统(DOS就是单线程系统,dos下2核4核和单核没区别,处理一个任务时必须停下来等待处理结束才能干下一件事),它可以把每个处理任务划分为多“份”(一个任务可以由多个进程来实现,把每个进程又分为多个线程,然后由操作系统协调分配多核来处理排队的线程,最后把处理结果合并),多个处理任务按顺序排成队列,这样单核心的CPU可以一次处理一“份”,轮流处理每个程序的“份”,这样你感觉就是CPU同时在干几件事了。但如果CPU不够强劲,同时排队等待处理的东西太多了,你就会感觉系统在等待,有延时,反应慢等等症状。再或者某个程序出现错误,死机了,很可能造成后面排队的其他任务都在那里干等,造成系统无反应的情况,按热启键都没反应。理论上如果现在有颗6G频率的单核CPU,单论处理性能应该与1个3G双核近似,甚至更高一些,因为目前双核比单核也就快不到2倍。   原本计算机一直以单核心的工作频率作为性能的衡量,之所以放弃单核是因为目前的技术水平令单核性能继续提升遇到了瓶颈,4G P4的夭折让依靠频率提升性能的路子走进死胡同,不得已改走多核心路线,以核心数量来弥补处理能力的不足。不过慢慢的这些多核心的频率又开始奔3G去了,随着45nm的出现,双核上4G应该可以想象,所以一方面每个核心的性能还在发展,另一方面多核心集成的手段双管齐下,这样CPU的性能可以迅速提升,继续保持摩尔定律。 
    多核CPU就是基板上集成有多个单核CPU,早期PD双核需要北桥来控制分配任务,核心之间存在抢二级缓存的情况,后期酷睿自己集成了任务分配系统(硬件上),再搭配操作系统(软件上)就能真正同时开工,2个核心同时处理2“份”任务,速度快了,万一1个核心死机,起码另一个U还可以继续处理关机、关闭软件等任务。较早的操作系统如XP等需要装双核或多核补丁,能更好发挥性能或更稳定,Vistia下就不需要。 
    目前几乎所有的程序在编写时是按单核心CPU写的(多核心程序优化对程序员来说是个噩梦,目前好像还没有合适的编程软件能让程序员轻松编写针对多核心的程序),因此对多核的利用率不是很高,分配任务时,往往1个核心满负荷,另一个还有空闲(留些空闲也对,要应付随时发生的其它命令)。一般2核心性能也就比单核心高60~70%甚至更低。 
    4核或者将来的8核说白了还是多个核心独自处理各自的“份”,不过人多力量大,速度快,响应时间短,不易死机。当然耗电、协调性都会是个考验。 补充: 
    原本有个说法(有阵子我自己就持这观点):“目前的软件都是为单核心编写的,多核CPU处理起来也没什么优势。” 
    经过分析我们可以得知,参与任务分配的主角一是程序自己,二是操作系统,即使如单任务的SuperPI,在双核下成绩也要比同频率的单核快不少,这就是事实证明。理论分析:单线程程序很傻,不知道有2个CPU在前面等着,所以发出的请求应该也是针对单核心的,但操作系统自动将调用请求分配给了2个CPU,并在处理结束后将结果合并,所以单核心程序也能享受到多核的“照顾”。尽管操作系统分配的可能不完美,但毕竟比单CPU要快。 
    如果程序自己又对多线程处理进行了优化(重新编写),那么就更完美了,可以达到2倍水平,对于这点5楼的朋友已经能举出具体的例子了。非常感谢。 
    再推测一下,根据上面的分析,2G双核应该比2G单核快近2倍,那么2G的4核应该比2G的双核快近2倍!如果有4G的双核,那么应该和2G的4核性能近似。

       对于多核CPU,优化操作系统任务调度算法是保证效率的关键。一般任务调度算法有全局队列调度和局部队列调度。前者是指操作系统维护一个全局的任务等待队列,当系统中有一个CPU核心空闲时,操作系统就从全局任务等待队列中选取就绪任务开始在此核心上执行。这种方法的优点是CPU核心利用率较高。后者是指操作系统为每个CPU内核维护一个局部的任务等待队列,当系统中有一个CPU内核空闲时,便从该核心的任务等待队列中选取恰当的任务执行,这种方法的优点是任务基本上无需在多个CPU核心间切换,有利于提高CPU核心局部Cache命中率。目前多数多核CPU操作系统采用的是基于全局队列的任务调度算法

 

相关博客:移动CPU异步多核和大小核的那些事 http://www.leiphone.com/1208-vv-cpu.html 


本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/286638.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Java网络编程二:Socket详解

Socket又称套接字,是连接运行在网络上两个程序间的双向通讯的端点。 一、使用Socket进行网络通信的过程 服务端:服务器程序将一个套接字绑定到一个特定的端口,并通过此套接字等待和监听客户端的连接请求。 客户端:客户端程序根据你…

Android之提示Could not find com.android.support:appcompat-v7:25.3.1.

1 问题 编译第三方项目,错误提示如下 Could not find com.android.support:appcompat-v7:25.3.1. Required by:project :sampleproject :sample > com.yanzhenjie:permission:1.0.7project :sample > com.yanzhenjie.alertdialog:alertdialog:1.0.1 Search …

在 .NET 中使用 FixedTimeEquals 应对计时攻击

计时攻击 在计算机安全中,计时攻击(Timing attack)是旁道攻击 (Side-channel attack) 的一种,而旁道攻击是根据计算机处理过程发出的信息进行分析,包括耗时,声音,功耗等…

解读大型网站系统架构的演化

解读大型网站系统架构的演化 大型网站的架构是根据业务需求不断完善的,根据不同的业务特征会做特定的设计和考虑,本文只是讲述一个常规大型网站会涉及的一些技术和手段。作者:李平来源:LEE的博客前言 一个成熟的大型网站&#xff…

【ArcGIS风暴】西北地区气象台站年均NDVI与年均气温和降水的相关性分析

在研究植被动态变化与气候的关系时,通常通过计算植被NDVI值与气温和降水的相关系数来描述相关性的大小。如下图所示,计算了西北地区分布的气象台站与气温和降水的相关性并作图可视化。 下面详细说明整个实现过程。 一、计算相关系数 1. 原理分析 通过计算年均N…

python 全解坦克大战 辅助类 附完整代码【雏形】

我正在博客之星评选,欢迎投票给我 会从投票人中抽奖机械键盘书,中了会私聊地址 投票连接是:https://bbs.csdn.net/topics/603955346 投票连接是:https://bbs.csdn.net/topics/603955346 投票连接是:https://bbs.csdn.…

vc++ mfc中拖动效果的实现 借助于CImageList

拖动是界面编程频繁使用的一个效果,在windows系统下可谓大行其道。纵观时下的应用软件几乎各个都支持各种各样拖动的效果,windows7更是把拖动做到了极致。其实说起来拖动的实现也很简单,对于有句柄的对象都可以通过MoveWindow或SetWindowPos实…

从浏览器地址栏输入url到显示页面的步骤

从浏览器地址栏输入url到显示页面的步骤(以HTTP为例)- 在浏览器地址栏输入URL- 浏览器查看缓存,如果请求资源在缓存中并且新鲜,跳转到转码步骤 - 如果资源未缓存,发起新请求 - 如果已缓存,检验是否足够新鲜,足够…

有序的Map集合--LinkedHashMap

提出问题: 在写一个dao的时候,我的需求是这个dao是一个万能的,目前的方法只有一个查询出实体类对应的表中所有的数据,通过传入的对象,利用反射获取实体类中的属性名,属性类型,利用字符串拼接获取…

Leetcode之仅仅反转字母

1 题目 给定一个字符串 S,返回 “反转后的” 字符串,其中不是字母的字符都保留在原地,而所有字母的位置发生反转。 示例 1:输入:"ab-cd" 输出:"dc-ba" 示例 2:输入:"a-bC-dEf-ghIj" 输出:"j-Ih-gfE-dCba" 示例 3:输入:&qu…

【SignalR全套系列】之在.Net Core 中实现长轮询

微信公众号:趣编程ACE关注可了解更多的.NET日常实战开发技巧,如需源码 请后台留言 源码;前文回顾【SignalR全套系列】之在.Net Core 中实现Server-Send Events消息推送【SignalR全套系列】之在.NetCore中实现WebSocket双工通信【SignalR全套系列】之在.N…

完美解决ArcGIS10.2和Erdas9.2软件冲突的方法:共存!

用过ArcGIS和Erdas软件的都知道,二者存在着服务的冲突,为了解决共存的问题,笔者曾多次重装系统,但未能如愿以偿。其实不需要相互关闭服务如此麻烦。那如何在安装有arcgis的电脑安装erdas并解决冲突呢?直接上视频教程。…

架构师之路16年精选50篇

2016精选索引,点击标题阅读相关文章。【方法论】《秒杀系统架构优化思路》《分布式ID生成器》《互联网架构,如何进行容量设计》《线程数究竟设多少合理》《单点系统架构的可用性与性能优化》《关于负载均衡的一切》《异构服务器负载均衡及过载保护》《LV…

yii 前后台分离及登陆验证

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 比较合理的做法其实是分成两个框架来布署;然而这样说法也太绝对。 事实上是针对不同系统,应采用不同的方法。如为CMS系统,则不需很复杂的权限管理,但如果有管理员与会员之分…

双谷人才财务管理(序)

IT是一个迅速发展的行业,教育是一个良心的行业,两者交集——IT培训,在整个市场中占有一个不可或缺的地位。好多大学生,抱怨找不到工作;好多企业找不到合适的程序员,这几年这个问题越来越严重。。。。于是IT…

Android之打开手机系统相册

1、需求 打开系统相册,获取图片进行扫描操作 2、代码实现 Intent pickIntent new Intent(Intent.ACTION_PICK,MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI);pickIntent.setDataAndType(MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI, "image/*");Ca…

Kibana

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> Kibana是一个基于浏览器页面的Elasticsearch前端展示工具。Kibana全部使用HTML语言和Javascript编写的,查询语法是基于Lucene的查询语法。允许布尔运算符、通配符和字段筛选。注意关键字要大写 全文搜索 在搜…

电脑QQ能登上,网页打不开的解决办法

打开360卫士,在功能大全里选择网络优化,断网急救箱。 可以看到DNS服务异常、浏览器配置异常,点击立即修复。

个人黑名单 抄袭耻辱墙

抄袭耻辱墙 博主抄袭文原文我爱Python数据挖掘https://blog.csdn.net/weixin_38037405/article/details/125862095https://blog.csdn.net/A757291228/article/details/117464313黄埔数据分析https://blog.csdn.net/weixin_39060517/article/details/118024847https://blog.csdn…

快速掌握 ASP.NET 身份认证框架 Identity(一)

推荐关注「码侠江湖」加星标,时刻不忘江湖事ASP.NET Core 内置了一个强大的身份认证框架 Identity,掌握它可以让我们快速开发高安全的身份认证功能,不仅如此,它还是一个基于数据库的用户管理系统,其中包含了大量的辅助…