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答案的钥匙#xff0c;就藏在多核CPU的调度机制里。
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其实很多情况下都有 这样的疑问
为什么多核CPU用着用着会“躺平” 为什么手机有 8 核跑分时性能却不是核心数的翻倍
答案的钥匙就藏在多核CPU的调度机制里。
为了更直观地理解以一个《王者荣耀》游戏服务器为例
每个战局就是一个进程分配独立的内存空间。战局里的每个英雄就是一个线程共享战局内的资源。 进程调度擂台系统
单核CPU 像打擂台一个时间片内只能跑一个战局其他战局只能在旁边“候场”。时间片轮转每个进程轮流占用 CPU 执行。
多核CPU 就像增加了多个擂台不同的战局可以同时开打。但注意某一时刻一个核心只能运行一个进程。32核的机器看似资源丰富但如果战局安排不好比如线程争抢资源性能可能会被白白浪费。 线程调度英雄的分工
线程是更细粒度的调度单位一个进程中的线程可以分配到多个核心并行运行。伪代码演示
Process game_match {Thread hero1; // 可能在 CPU 核心1 运行Thread hero2; // 可能在 CPU 核心2 运行Thread hero3; // 可能在 CPU 核心3 运行
}这意味着同一个战局里的英雄可以在不同核心同时开打。但调度不当时可能会导致英雄之间“抢蓝buff”或者“技能冷却冲突”。 现实中效率低下的原因8核不如4核
为什么多核CPU用起来效率反而降低了有几个典型场景
线程同步开销英雄CD等待
多个线程需要同步共享资源比如锁、全局变量这些操作可能导致线程“堵塞”无法发挥多核并行的效果。
资源竞争抢蓝buff
如果多个线程争抢同一个资源比如I/O设备、内存缓存会引发资源争用导致性能下降。
缓存失效切换英雄路线
如果线程频繁迁移核心会导致 CPU 缓存L1/L2/L3失效需要重新加载数据到缓存性能反而会大幅下降。 调度的未来
很多现在的调度系统也正试图解决上面提到的问题
Windows 的 Thread Director 技术 在混合架构如 Intel 的 E 核P 核上动态分配线程到高性能核心或高能效核心实现性能与功耗的平衡。 Android 的 Energy Aware SchedulingEAS 根据任务的重要性、功耗需求智能分配线程到合适的核心上提高电池续航。 苹果 M 芯片的异构调度 将轻量任务分配到能效核心重任务分配到性能核心同时通过硬件加速器减轻CPU负担。
这些技术正在让多核系统的调度更高效、更智能最大化性能的同时降低功耗。 调度之道如同太极 “看似繁杂的切换暗含天地至理貌似混乱的调度实则蕴藏大智。” 多核调度并不是一场“蛮力竞赛”它的艺术在于找到性能、功耗、复杂性之间的最佳平衡点。
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