超线程应该使用多少 CPU？

Question

假设我有一个 18 核的服务器 CPU，开启了超线程，这意味着我可以在 htop 中看到 36 个 CPU。

为了充分利用 CPU 并且不影响单线程性能，我是否应该将所有 36 个“核心”都以 100% 运行为目标，而 HT 核心只会做更少的工作并仍然报告 100%，或者这意味着“完整”内核已经被其“HT 内核”上的任务中断，从而减少了单线程工作？

我知道有很多变量会影响 HT 性能，我只想知道处理 HT 时 cpu 表的含义。

Answer 1

CPU 计量表无法告诉您可以从超线程 CPU 中挤出多少性能。为此，您应该以各种物理核心超额订阅率运行自己的基准测试。有一些工作负载在 HT 完全关闭的情况下效果最好，因此在您的测试中也包括这种情况。它可以是 1:2（36 个并行工作器），或 1:1.5，甚至 1:2.5！这取决于你的工作量。

更详细地说，超线程是在硅片上实现的，当上下文需要切换或分支预测失败时，可以减少处理器空闲的时间。与纯操作系统技巧相比，这使得更容易达到 100% 的执行单元使用率。HT 自推出以来一直在发展，现代芯片上的并行性比我们 10 年前使用的要多。

有两个执行配置文件会影响您的最佳超额订阅点在哪里：

• 执行时间长。如果您的工作人员在回收前运行几分钟或几小时，例如大型渲染作业或环境建模，您将获得更高效的每个工作人员的单核性能。这会降低你的比率。
• 执行时间短。如果您的工作人员以几秒或几分钟为单位循环，例如 Web 应用程序线程，则打开新进程所涉及的开销意味着您的比率会更高。

Answer 2

如果允许第二个虚拟内核在第一个虚拟内核卡住时做出贡献，那总比没有好，这样您（至少）会完成一些额外的工作。

问题变成了：什么时候有两个不同的线程会导致一个运行更糟？指令之间的分支预测和依赖关系不会改变。现在正在等待内存访问......这两个线程在缓存利用率和带宽方面都在争夺内存访问。

如果您有一些 CPU 运行 HT 而其他 CPU 没有运行，这是否也意味着您将特定线程分配给一种类型或另一种类型？我认为不是：您的程序将在随机虚拟内核上运行它们的线程。那么拆分配置有什么帮助呢？由于每个 CPU 都有自己的缓存，唯一的影响是内存带宽和缓存一致性的负担。

一般情况下，你达到一个点，有更多的东西，你可以做的是不是让一些CPU执行单元进入空闲状态更加昂贵。这并不直接取决于线程的数量，而是取决于线程在做什么，以及各个组件的详细内存架构和性能细微差别。

没有简单的答案。即使脑子里有一个特定的程序，机器也可能与那些讲述自己经历的人不同。

您必须自己尝试并测量什么是最快的，并在那台精确的机器上进行特定的工作。即便如此，随着时间的推移，它可能会随着软件更新和使用情况的变化而改变。

看看愤怒的代表作第 3 卷。如果您仔细查看某个特定的处理器，您会发现在执行代码所需的许多步骤的深层管道中资源有限。您需要找到过度投入导致执行速度较慢的情况，而不是不进行更多工作。一般来说，这意味着某种缓存；以及资源在线程之间共享的地方。

CPU 表是什么意思：它报告所有没有花在运行空闲线程上的时间。分配给一个核心的两个逻辑线程都不会空闲，即使在其中一个线程上完成的实际工作可能很小。管道花费的时间在结果准备好、内存被获取、原子操作被围起来等之前停留几个周期，同样不会导致线程被搁置为“未准备好”，因此它不会空闲，并且时间仍然显示为使用中。等待 RAM 不会显示为空闲。只有像 I/O 这样的东西才会使线程阻塞并停止向它收取时间。操作系统互斥锁通常会这样做，但随着多核系统的兴起，这不再是确定的事情，因为“自旋锁”不会使线程回到货架上。

因此，如果 CPU 经常卡在等待内存中，那么 100% 的 CPU 仪表并不意味着一切顺利。显示 90% 的较少数量的逻辑核心很可能会完成更多的工作，因为它完成了数字运算，现在正在磁盘上等待。

所以不用担心CPU表。看看实际取得的进展，只有.