对于 CPU 的线程感到了困惑....

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笔记本双核 4 线程的 i5,打开任务管理器,有 4 框.定为 ABCD. 双核为 CPU I 和 CPU II.
A 30% B 30% C 30% D 30%
是 CPU I 60%和 CPU II 60%吗

A 100% B 0% C 100% D 0%
A 100% B 100% C 100% D 100%的区别是
上一种刚好全效工作,
下一种,已经拖欠了一半性能吗

CPU

线程

abcd

双核

25 条回复 • 2017-04-09 00:12:33 +08:00

wevsty

2017-04-07 08:27:30 +08:00

超线程技术并和完整的物理核心是有所区别，但并不是完全就是摆设。
超线程核心你可以当成一个不完整的物理核心，某些情况下能提供大约物理核心 30%的性能。
操作系统上 4 核心占用 100%才是占满所有的性能。

xzpjerry731

2017-04-07 08:28:52 +08:00

问题的本质应该是这个百分比是怎么得到的？

NonClockworkChen

2017-04-07 08:29:53 +08:00

@wevsty 多谢,我去知乎看看超线程去.

NonClockworkChen

2017-04-07 08:30:29 +08:00

@xzpjerry731 对的,我就是不懂,这个百分比到底意味着什么

ryd994

2017-04-07 08:42:49 +08:00 via Android

两个线程其实可以各种执行一部分简单操作，但同一时间只能有一个执行复杂操作，另一个只能等。当然，在操作系统看来，等也计入使用时间
这个百分比就是使用时间 /总时间
2 个 100 和 4 个 100 的区别就在于有没有人想用那两个空的
如果有，又刚好是复杂指令，那就只能等，但也记为忙

实际上 CPU 要复杂的多， pipeline 几十个阶段，会要等的地方很多。比如分支预判错误，或者缓存 miss 之类的。没有超线程的话这时候只能干等。有超线程的时候另一个线程可以直接切入。

ryd994

2017-04-07 08:46:22 +08:00 via Android

打个比方吧，一个人，一张桌子，有一堆文件要处理
如果一个文件有问题，这时候只能干等回音
超线程有两张桌子，要等的时候立刻在另一张桌上上继续处理其他
桌子上有文件的时间比例，就是占用率
等的时候，文件也在桌子上

zmj1316

2017-04-07 09:15:40 +08:00

我记得 intel 的超线程利用的是每个核心的浮点和整数两个运算器，一个核心上的两个超线程可以分别使用浮点和整数运算器，从而提高利用率。没有超线程的话一条指令只会用到其中一个

NonClockworkChen

2017-04-07 09:21:16 +08:00

@ryd994 我想我已经 get 到关键点了,等也算使用时间,我能理解那个百分比了.

NonClockworkChen

2017-04-07 09:22:44 +08:00

@zmj1316
超线程技术是在一颗 CPU 同时执行多个程序而共同分享一颗 CPU 内的资源，理论上要像两颗 CPU 一样在同一时间执行两个线程， P4 处理器需要多加入一个 Logical CPU Pointer （逻辑处理单元）。因此新一代的 P4 HT 的 die 的面积比以往的 P4 增大了 5%。而其余部分如 ALU （整数运算单元）、 FPU （浮点运算单元）、 L2 Cache （二级缓存）则保持不变，这些部分是被分享的。

一个物理核模拟成两个逻辑核,你那个好像是一个物理核心又对应两个物理核,感觉不太对.

NonClockworkChen

2017-04-07 09:26:11 +08:00

除了 v 友的回复,还可以参考本文,一起理解.
http://bbs.zol.com.cn/diybbs/d231_821332.html

zmj1316

2017-04-07 09:29:58 +08:00

@NonClockworkChen 哪里有两个物理核了...我就是说一条普通指令一般只用到 ALU 和 FPU 中的一个，所以超线程可以让两个一起用啊。一个核心有 ALU 和 FPU 怎么就变两个物理核了....
至于百分比估计是把流水线阻塞什么的也算进去了吧

ghostheaven

2017-04-07 09:32:19 +08:00 via Android

通常情况下单核即使 100%也不能发挥全部性能，仍然有些器件经常空闲，超线程就是模拟一个核心，把这些空闲的器件用上

NonClockworkChen

2017-04-07 09:38:19 +08:00

@zmj1316 "分别使用浮点和整数元算器" 忘记是可以分开来使用的,我把他们当成一个整体,所以脑补成'分别使用对应的浮点和整数运算器了' ,以为你再说有 2 个浮点 2 个整数....抱歉.
结合 12 楼的回复,你说的也很有道理.

NonClockworkChen

2017-04-07 10:26:46 +08:00

补充一下,10 楼贴的科普文章,有一个点,作者应该没提(因为解释给装机爱好者听的,作者在文章前声明了,不能像写论文那么搞...)

作者没提到,厨师在煲汤的时候,还可以同时做凉拌菜.

煲汤(浮点运算) 凉拌菜(整数运算).

一开始没理解 5 楼说的第一句话,还好后面的 v 友(7/12 楼),又反复提到,并解释了.

NonClockworkChen

2017-04-07 10:29:37 +08:00

百度百科的超线程的工作原理,建议也看下.

QAPTEAWH

2017-04-07 10:44:12 +08:00

感觉就是 ALU 、 cache 不变，寄存器提供两套

rockyou12

2017-04-07 11:42:47 +08:00

虽然上面说技术的很多，但 lz 是 win10 嘛？ win10 的任务管理器显示 cpu 占用是有 bug 的，应该会比实际占用显示的小很多

NonClockworkChen

2017-04-07 12:36:15 +08:00

@rockyou12 不是 win10,只是 win7,多谢提示.

yttyhf2006

2017-04-08 13:48:55 +08:00 via Android

@rockyou12 什么原因，有链接吗？想看看

rockyou12

2017-04-08 22:46:20 +08:00

@yttyhf2006 http://www.bilibili.com/video/av6898414/ 这个视频最后说了这个问题。和我平时用的时候感觉一直，具体什么原因就不知道了

NonClockworkChen

2017-04-08 23:50:50 +08:00

@rockyou12 那个湾湾讲的可以,这个老外的好像也很好

NonClockworkChen

2017-04-08 23:50:59 +08:00

@rockyou12 http://www.bilibili.com/video/av4208760/?from=search&seid=3018200491051095649

NonClockworkChen

2017-04-08 23:58:42 +08:00

@rockyou12 极客湾视频的下面的第一个评论, 关于逻辑核物理核的好像是错的.
但他讲的第二个关于 win7 任务管理器的不正常,貌似有那么一丢丢道理

NonClockworkChen

2017-04-08 23:59:13 +08:00

@rockyou12 win10 上面手误

NonClockworkChen

2017-04-09 00:12:33 +08:00

@rockyou12 我又看了几遍那个部分...好吧那个评论的理论也不能解释... 可能是有什么 bug 或者内部机制吧...