为什么一个内核执行的指令多于它的指令份额？答案

【问题标题】：Why does one core execute more than its share of instructions?为什么一个内核执行的指令多于它的指令份额？
【发布时间】：2016-03-04 21:12:04
【问题描述】：

我有一个在 MIPS 处理器模拟器上运行的 C 程序（graphics benchamrk）（我希望绘制一些性能特征图）。该处理器有 8 个内核，但似乎内核 0 执行的指令数量超过了其公平份额。基准测试是多线程的，工作完全分布在线程之间。为什么即使核心 0 在 8 核处理器上是多线程的，它也会运行大约 1/4 到一半的指令？

发生这种情况的可能原因有哪些？

【问题讨论】：

线程优先级是否相同？线程时间片是否相同？线程是否阻塞/休眠？
一个可能的原因是“工作 [is] 完全分布在线程之间”的说法是错误的。说真的，这个问题的细节为零。
您确定要在创建线程之前考虑程序的串行部分吗？

标签： c multithreading mips multicore computer-architecture

【解决方案1】：

大多数应用程序工作负载都涉及一定数量的系统调用，这些调用可能会阻塞（例如，对于 I/O）。您的线程可能会花费一些时间被阻塞，并且调度程序只是在第一个可用内核上运行它们。在极端情况下，如果您有 N 个线程，但每个线程只能在 1/N 的时间内完成工作，那么单个内核就足以为整个工作负载提供服务。

您可以使用pthread_setaffinity_np 将每个线程分配给特定的内核，然后看看会发生什么。

【讨论】：

我认为您的意思是被阻止 (N-1)/N 次 :)

【解决方案2】：

您没有提及您使用的是哪个操作系统。

但是，大多数操作系统中的大部分代码仍然是为单核 CPU 编写的。

因此，操作系统不会尝试在内核阵列上平均分配进程。

当有多个可用内核时，大多数操作系统会在第一个可用内核上启动一个进程（并且阻塞的进程使相关内核保持可用。）

例如，在我的运行 ubuntu linux 14.04 的系统（4 核 amd-64）上，CPU 通常不到 1% 的繁忙，所以一切都可以在单核上运行。

必须有很多应用程序在运行，例如视频和后台长时间运行的应用程序，打开几个窗口以显示除第一个内核之外的许多实际活动。

【讨论】：