Perché un singolo thread è distribuito tra le CPU?

Sono solo curioso di sapere perché lo scheduler sposta costantemente un'app tra le CPU, anziché tenerla su una. Sembra un po 'sciocco avere 4 core al 25% anziché uno al 100%.

Ha a che fare con il calore o è più efficiente in qualche modo? Gli altri sistemi operativi lo fanno diversamente?

Approfondimenti o collegamenti ad approfondimenti sarebbero utili. (Non sono riuscito a trovare molto me stesso.)

Aggiornare:

Con "diffusione" non intendo che si esegua su più CPU contemporaneamente, ma viene spostato dall'una all'altra più volte al secondo, rendendo l'effetto che si diffonde.

Penso che wierobabbia descritto abbastanza bene il punto.
Ecco un vecchio articolo che parla delle processor affinityimpostazioni con un QX6800 quad-core .
(il link punta alla seconda pagina di quell'articolo).

Se non forzate l'affinità di processo con un core perdete le prestazioni ?

• Mentre lo scheduler di Windows deve decidere tale affinità per evitare il thrashing con le cache, anche
  il design del processore stesso considera tali cose.
• Il quad-core Intel QX6800 (da quando lo rimando in precedenza in questa risposta)
  ha una cache da 8 L3MB condivisa tra i suoi 4 core .

Va notato che mentre potresti aver scelto di eseguire solo questo processo a thread singolo sul sistema, il sistema operativo stesso avrebbe in esecuzione diverse altre attività che devono anche essere pianificate. Lo scheduler bilancia tutta questa attività nel pool di processori (o core) disponibili.

In futuro, con l' architettura Nehalem e NUMA , i
processori su più socket saranno anche in grado di affrontare meglio il thrash di accesso.
Ecco una breve foto da una pagina ArsTechnica su NUMA .

_{Se Nehalem e i7ti interessano, ho qualche altro link a questa risposta .}

Lo scheduler esegue solo il thread successivo che è pronto per l'esecuzione su un core / CPU "libero".

È possibile assegnare un processo a una CPU specifica tramite il task manager di Windows.

Avere 4 core al 25% significa che 4 thread vengono eseguiti contemporaneamente. Considerando che un core in x% significa che viene eseguito solo un thread. Quindi il primo è più efficiente in alcuni casi.

Ma durante la sua esecuzione la cache della CPU viene riempita con i dati a cui accede il thread. Quindi, se il thread viene eseguito su un'altra CPU, si verificheranno più errori nella cache, che sono costosi, poiché i dati non si trovano nella cache di questa CPU.

Cosa fa la tua discussione? Se il thread "dorme" per un tempo molto breve, il core su cui è stato eseguito in precedenza potrebbe essere occupato da un'altra minaccia e quindi il thread verrà eseguito sul prossimo core disponibile. Cosa succede se si specifica un solo core da utilizzare nel processo (ad es. Ia task manager)?

Non è. Un thread può essere eseguito solo su un processore. Tuttavia, alcuni processi hanno più thread, che possono essere distribuiti.

Il ragionamento, che ci crediate o no, non ha mai considerato come appare. Il sistema tenta di distribuire i thread perché non ha modo di sapere quando si spike.

Il sistema operativo migra il thread tra i core della CPU (rapidamente, più volte al secondo). È più efficiente eseguirlo sempre sullo stesso core. Questo può essere applicato dalla voce di menu contestuale "Imposta affinità" in Task Manager.

Si noti che di solito (uso domestico tipico) la differenza è nell'intervallo di alcune percentuali.

I "4 core ciascuno al 25% di utilizzo" indicano, come Task Manager mostra un utilizzo medio, che ogni core è stato completamente utilizzato per un quarto di tempo e libero il resto del tempo.

La descrizione è per Windows, ma è simile anche su altri sistemi operativi.

Se qualcuno sta ancora leggendo questo, ho notato anche questo ed eseguito diversi test per vedere se non è solo un colpo di fortuna. Si scopre che non lo è! Credo che la diffusione di un singolo thread su tutti i core sia più efficiente per diversi motivi:

1. Distribuire un thread su tutti i core consente un consumo di energia inferiore. La maggior parte dei processori abbassa le loro frequenze e, soprattutto, la tensione in base al carico, quindi un Core 2 Quad, ad esempio, consumerà molta meno energia e produrrà meno calore diffondendo un thread su tutti e 4 i core anziché utilizzare un core (che porta ad un aumento della tensione su TUTTI i core, poiché esiste un solo regolatore di tensione * - è piuttosto inefficace).
2. Assicura che il filo passi sempre alla velocità massima / costante. Se il thread richiede improvvisamente più potenza di elaborazione, un core potrebbe sovraccaricarsi e ci sarà un ritardo nell'esecuzione. Spargendolo sui nuclei, qualsiasi picco improvviso verrà gestito senza intoppi senza ritardi e ritardi.

Inoltre, a causa delle due osservazioni precedenti, sono arrivato a credere che Turbo Boost e IDA siano inefficaci. Potrebbero essere utili su sistemi operativi meno recenti, ma Linux e Windows 7 diffondono tutto in modo abbastanza efficiente su tutti i core. Quindi, un Core 2 Quad q9100 @ 2,26 GHz sarà quasi (ci sono sempre delle eccezioni :-) sempre più veloce di un Core 2 Duo X9100 @ 3.06GHz, e raramente l'ho visto usare IDA (fondamentalmente il predecessore di Turbo boost, aumenta la frequenza su uno o due core solo per app a thread singolo).

• Il Core 2 Quad ha due domini di clock grazie al fatto che ci sono due die fisici, quindi due core possono funzionare alla massima frequenza, mentre due sono alla frequenza più bassa. Non so se ci sono due regolatori di tensione, però - ho notato che la tensione è uniforme su tutti e 4 i core, quindi deve esserci un solo regolatore per l'intero pacchetto.