Почему мой компьютер предпочитает четные ядра?

В общем (для теории планировщика):

• если вы заботитесь о производительности, по возможности распределяйте задачи по физическим ядрам. Это предотвращает замедление выполнения двух задач, поскольку они совместно используют физическое ядро, в то время как все физическое ядро ​​находится в состоянии простоя.

• если вам важно энергопотребление, а не производительность, по возможности заставляйте задачи использовать логические процессоры в одном физическом ядре. Это может позволить вам перевести целые ядра/ядра в очень энергоэффективное состояние бездействия.

• если вы заботитесь о безопасности (а не о производительности или энергопотреблении), вообще не позволяйте несвязанным задачам использовать логические процессоры в одном и том же физическом ядре (поскольку информация, например, какие инструкции используются в данный момент, может просочиться из одного логического процессора). процессора другому логическому процессу в том же физическом ядре). Обратите внимание, что для связанных задач было бы нормально использовать логические процессы в одном физическом ядре (например, 2 потока, принадлежащие одному и тому же процессу, которые доверяют друг другу, но не потоки, принадлежащие разным процессам, которые не доверяют друг другу) .

Конечно, хорошая ОС будет знать предпочтения для каждой задачи (если каждая задача заботится о производительности, энергопотреблении или безопасности) и будет принимать разумные решения для обработки смеси задач с разными предпочтениями. К сожалению, хороших операционных систем не существует — большинство операционных систем и API-интерфейсов были разработаны в 1990-х годах или ранее (когда SMP только зарождалась и все процессоры в любом случае были идентичными) и в них отсутствует информация о задачах, которая была бы необходима для принятия разумных решений; поэтому они предполагают, что производительность — это единственное, что имеет значение для всех задач, что приводит к тому, что задачи распределяются по физическим ядрам, где это возможно, даже если это не идеальное поведение, которое вы видите.

Я предполагаю, что это из-за гиперпоточности.

Гиперпоточность не удваивает мощность процессора (по данным Intel, она добавляет в среднем около 30%), поэтому имеет смысл сначала распределить работу между физическими ядрами, а использовать гиперпоточность в крайнем случае, когда общая потребность в процессоре начинает превышать 50%. .

Забавный факт: заявленная 50-процентная общая загрузка ЦП в системе с гиперпоточностью на самом деле составляет около 70 %, а оставшиеся 50 % равны оставшимся ~ 30 %.

Если мы запросим у ОС, как логические процессоры назначены ядрам¹, мы увидим такую ​​ситуацию:

Core 0: mask 0x3
Core 1: mask 0xc
Core 2: mask 0x30
Core 3: mask 0xc0
. . .

Это означает, что логические процессоры 0 и 1 находятся на ядре 0, 2 и 3 на ядре 1 и т. д.

Вы можете отключить гиперпоточность в BIOS. Но поскольку это повышает производительность, приятно иметь эту функцию. Просто нужно быть осторожным, чтобы не закрепить работу так, чтобы она конкурировала за одно и то же ядро.

¹ Чтобы проверить назначение ядра, я использую небольшую программу на C, приведенную ниже. Информация также может быть доступна через WMIC.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#undef _WIN32_WINNT
#define _WIN32_WINNT 0x601
#include <Windows.h>

int main() {
    DWORD len = 65536;
    char *buf = (char*)malloc(len);
    if (!GetLogicalProcessorInformationEx(RelationProcessorCore, (PSYSTEM_LOGICAL_PROCESSOR_INFORMATION_EX)buf, &len)) {
        return GetLastError();
    }
    union {
        PSYSTEM_LOGICAL_PROCESSOR_INFORMATION_EX info;
        PBYTE infob;
    };
    info = (PSYSTEM_LOGICAL_PROCESSOR_INFORMATION_EX)buf;
    for (size_t i = 0, n = 0; n < len; i++, n += info->Size, infob += info->Size) {
        switch (info->Relationship) {
        case RelationProcessorCore:
            printf("Core %zd:", i);
            for (int j = 0; j < info->Processor.GroupCount; j++)
                printf(" mask 0x%llx", info->Processor.GroupMask[j].Mask);
            printf("\n");
            break;
        }
    }
    return 0;
}