這篇文章解答了我心中的疑問，那就是操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)度cpu資源來處理多進(jìn)程，多線程的并發(fā)。 早在上世紀(jì)90年代末，就有眾多業(yè)界人士呼吁用CMP(單芯片多處理器)技術(shù)來替代復(fù)雜性較高的單線程CPU。IBM、惠普、Sun等高端服務(wù)器廠商，更是相繼推出了多核服務(wù)器CPU。不過，由于服務(wù)器價(jià)格高、應(yīng)用面窄，并未引起大眾廣泛的注意。直到AMD搶先手推出64位處理器后，英特爾才想起利用“多核”這一武器進(jìn)行“帝國反擊戰(zhàn)”。2005年4月，英特爾倉促推出簡單封裝雙核的奔騰D和奔騰四至尊版840。AMD在之后也發(fā)布了雙核皓龍(Opteron)和速龍(Athlon) 64 X2和處理器。但真正的“雙核元年”，則被認(rèn)為是2006年。這一年的7月23日，英特爾基于酷睿(Core)架構(gòu)的處理器正式發(fā)布。 雙核的優(yōu)勢不是頻率，而是對(duì)付同時(shí)處理多件事情。一個(gè)核心理論上同時(shí)只能干一件事，比如你同時(shí)在后臺(tái)BT下載，前臺(tái)一邊看電影一邊拷貝文件一邊聯(lián)QQ……，這么多程序同時(shí)需要CPU來響應(yīng)，怎么辦？靠操作系統(tǒng)！ window本身就是多線程操作系統(tǒng)（DOS就是單線程系統(tǒng)，dos下2核4核和單核沒區(qū)別，處理一個(gè)任務(wù)時(shí)必須停下來等待處理結(jié)束才能干下一件事），它可以把每個(gè)處理任務(wù)劃分為多“份”（一個(gè)任務(wù)可以由多個(gè)進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)，把每個(gè)進(jìn)程又分為多個(gè)線程，然后由操作系統(tǒng)協(xié)調(diào)分配多核來處理排隊(duì)的線程，最后把處理結(jié)果合并），多個(gè)處理任務(wù)按順序排成隊(duì)列，這樣單核心的CPU可以一次處理一“份”，輪流處理每個(gè)程序的“份”，這樣你感覺就是CPU同時(shí)在干幾件事了。但如果CPU不夠強(qiáng)勁，同時(shí)排隊(duì)等待處理的東西太多了，你就會(huì)感覺系統(tǒng)在等待，有延時(shí)，反應(yīng)慢等等癥狀。再或者某個(gè)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，死機(jī)了，很可能造成后面排隊(duì)的其他任務(wù)都在那里干等，造成系統(tǒng)無反應(yīng)的情況，按熱啟鍵都沒反應(yīng)。理論上如果現(xiàn)在有顆6G頻率的單核CPU，單論處理性能應(yīng)該與1個(gè)3G雙核近似，甚至更高一些，因?yàn)槟壳半p核比單核也就快不到2倍。 原本計(jì)算機(jī)一直以單核心的工作頻率作為性能的衡量，之所以放棄單核是因?yàn)槟壳暗募夹g(shù)水平令單核性能繼續(xù)提升遇到了瓶頸，4G P4的夭折讓依靠頻率提升性能的路子走進(jìn)死胡同，不得已改走多核心路線，以核心數(shù)量來彌補(bǔ)處理能力的不足。不過慢慢的這些多核心的頻率又開始奔3G去了，隨著45nm的出現(xiàn)，雙核上4G應(yīng)該可以想象，所以一方面每個(gè)核心的性能還在發(fā)展，另一方面多核心集成的手段雙管齊下，這樣CPU的性能可以迅速提升，繼續(xù)保持摩爾定律。 多核CPU就是基板上集成有多個(gè)單核CPU，早期PD雙核需要北橋來控制分配任務(wù)，核心之間存在搶二級(jí)緩存的情況，后期酷睿自己集成了任務(wù)分配系統(tǒng)（硬件上），再搭配操作系統(tǒng)（軟件上）就能真正同時(shí)開工，2個(gè)核心同時(shí)處理2“份”任務(wù)，速度快了，萬一1個(gè)核心死機(jī)，起碼另一個(gè)U還可以繼續(xù)處理關(guān)機(jī)、關(guān)閉軟件等任務(wù)。較早的操作系統(tǒng)如XP等需要裝雙核或多核補(bǔ)丁，能更好發(fā)揮性能或更穩(wěn)定，Vistia下就不需要。 目前幾乎所有的程序在編寫時(shí)是按單核心CPU寫的（多核心程序優(yōu)化對(duì)程序員來說是個(gè)噩夢(mèng)，目前好像還沒有合適的編程軟件能讓程序員輕松編寫針對(duì)多核心的程序），因此對(duì)多核的利用率不是很高，分配任務(wù)時(shí)，往往1個(gè)核心滿負(fù)荷，另一個(gè)還有空閑（留些空閑也對(duì)，要應(yīng)付隨時(shí)發(fā)生的其它命令）。一般2核心性能也就比單核心高60~70%甚至更低。 4核或者將來的8核說白了還是多個(gè)核心獨(dú)自處理各自的“份”，不過人多力量大，速度快，響應(yīng)時(shí)間短，不易死機(jī)。當(dāng)然耗電、協(xié)調(diào)性都會(huì)是個(gè)考驗(yàn)。 補(bǔ)充： 原本有個(gè)說法（有陣子我自己就持這觀點(diǎn)）：“目前的軟件都是為單核心編寫的，多核CPU處理起來也沒什么優(yōu)勢。” 經(jīng)過分析我們可以得知，參與任務(wù)分配的主角一是程序自己，二是操作系統(tǒng)，即使如單任務(wù)的SuperPI，在雙核下成績也要比同頻率的單核快不少，這就是事實(shí)證明。理論分析：單線程程序很傻，不知道有2個(gè)CPU在前面等著，所以發(fā)出的請(qǐng)求應(yīng)該也是針對(duì)單核心的，但操作系統(tǒng)自動(dòng)將調(diào)用請(qǐng)求分配給了2個(gè)CPU，并在處理結(jié)束后將結(jié)果合并，所以單核心程序也能享受到多核的“照顧”。盡管操作系統(tǒng)分配的可能不完美，但畢竟比單CPU要快。 如果程序自己又對(duì)多線程處理進(jìn)行了優(yōu)化（重新編寫），那么就更完美了，可以達(dá)到2倍水平，對(duì)于這點(diǎn)5樓的朋友已經(jīng)能舉出具體的例子了。非常感謝。 再推測一下，根據(jù)上面的分析，2G雙核應(yīng)該比2G單核快近2倍，那么2G的4核應(yīng)該比2G的雙核快近2倍！如果有4G的雙核，那么應(yīng)該和2G的4核性能近似。

? ? ? ?對(duì)于多核CPU，優(yōu)化操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度算法是保證效率的關(guān)鍵。一般任務(wù)調(diào)度算法有全局隊(duì)列調(diào)度和局部隊(duì)列調(diào)度。前者是指操作系統(tǒng)維護(hù)一個(gè)全局的任務(wù)等待隊(duì)列，當(dāng)系統(tǒng)中有一個(gè)CPU核心空閑時(shí)，操作系統(tǒng)就從全局任務(wù)等待隊(duì)列中選取就緒任務(wù)開始在此核心上執(zhí)行。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是CPU核心利用率較高。后者是指操作系統(tǒng)為每個(gè)CPU內(nèi)核維護(hù)一個(gè)局部的任務(wù)等待隊(duì)列，當(dāng)系統(tǒng)中有一個(gè)CPU內(nèi)核空閑時(shí)，便從該核心的任務(wù)等待隊(duì)列中選取恰當(dāng)?shù)娜蝿?wù)執(zhí)行，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是任務(wù)基本上無需在多個(gè)CPU核心間切換，有利于提高CPU核心局部Cache命中率。目前多數(shù)多核CPU操作系統(tǒng)采用的是基于全局隊(duì)列的任務(wù)調(diào)度算法

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總結(jié)

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