启用超线程后为什么性能变差？

Question

我将Linux内核2.6.32移植到Intel(R) Xeon(R) CPU E31275 @ 3.40GHz。如果我在BIOS中启用超线程，我可以看到8个CPU核心（CPU0 ~ CPU7）。大多数中断发生在CPU 4上，并且此核心的CPU使用率远高于其他核心（几乎是其他核心的两倍）。我不太理解这一点，因为我认为我没有设置任何IRQ绑定操作。

如果我在BIOS中禁用超线程，那么一切都正常。中断已经平衡，所有核心的CPU使用率（CPU0 ~ CPU3）也几乎平衡。

有人能解释一下吗？这与BIOS有关吗？我应该在内核中做一些特殊的设置吗？

- flypen

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性能很大程度上取决于你正在做什么。一个处理数字的程序，一个进行大量磁盘I/O的程序和一个进行大量网络I/O的程序将表现出非常不同的行为。 - ugoren

Answer 1

一些程序会受到超线程（HT）的负面影响，要解释这个问题，您需要了解什么是HT。 正如您所说，您看到了7（0-7虽然是8）个CPU核心，这不是真的，您的CPU中有4个核心，8个核心是虚拟核心，因此一个核心有2个线程（并且像2个核心一样运行）。 通常情况下，由于CPU /操作系统能够同时运行8个程序（执行这些程序所需的任何操作），因此HT有助于更快地运行程序，如果没有HT，则只能同时运行4个程序。 您无需设置任何设置，因为您无法更改此外观，如果您是此程序的开发人员，则应重新检查代码并将其优化为HT（如果需要），或者您可以禁用HT。

由于某些人在胡说八道，还有另一个信息：HT正在增加CPU的功率 这是不正确的！即使您看到具有4GHz（GHz无意义，应以flops为单位测量）的8个核心，当您关闭HT并获得具有4GHz的4个核心时，您获得的功率相同。 如果您启用了HT，则2个虚拟内核共享您的CPU中的1个物理内核。

以下是有关HT的更多信息： http://www.makeuseof.com/tag/hyperthreading-technology-explained/

我找不到我以前看过的一个非常好的网站链接，里面有代码片段展示了HT的错误代码和正确代码（指比没有使用HT慢和比没有使用HT快的情况）。

简而言之，由于开发原因，并非每个程序都受益于HT。

- K1773R

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鉴于这是关于Linux部分的说明，请注意。在Linux上，超线程（HT）效果很好，但在Winblows上，尽管仍然会有一些减速。因此，如果你不得不（希望你不会）在启用了超线程的机器上使用Winblows，请禁用它。 - K1773R

谢谢您的信息。我认为我需要找到HT的错误代码。但是对于Linux内核，我没有修改过太多内容，所以我不知道为什么调度会出现问题。 - flypen

不是内核代码，而是你的应用程序代码需要查看。调度并不奇怪，它只是一种技术。如果这回答了你的问题，请接受这个答案（否则其他人可能会回答），如果你需要更多信息，只需问。问候 - K1773R

当你说“power”时，你是指能量/时间吗？如果使用超线程可以稍微更好地利用执行引擎，那么你将有稍微更高的功率耗散。话虽如此，静态功率很大（至少1/3），在流水线气泡期间仍会发生大量开关操作，因此在大多数情况下，所做的有用工作量将增加得比功率耗散快。 - Timothy Miller