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linux开启超线程

发布时间:2023-08-09 02:53:04

A. linux 中多线程与超线程有什么区别

超线抄程从硬件层面理解,即一袭个CPU的部件(可以理解为核)同时执行多条指令,表现就是同时执行多个线程。
多线程是软件层面的概念,比如CPU只有一个核,通过线程调度可以在一个时间段内运行多个程序或任务,但实际任何时刻只执行一个线程。

B. 如何判断linux下物理cpu数,核数以及是否支持超线程

# 总核数 = 物理CPU个数 X 每颗物理CPU的核数
# 总逻辑CPU数 = 物理CPU个数 X 每颗物理CPU的核数 X 超线程数

# 查看物理CPU个数
cat /proc/cpuinfo| grep "physical id"| sort| uniq| wc -l

# 查看每个物理CPU中core的个数(即核数)
cat /proc/cpuinfo| grep "cpu cores"| uniq

# 查看逻辑CPU的个数
cat /proc/cpuinfo| grep "processor"| wc -l

转自http://www.cnblogs.com/emanlee/p/3587571.html

如果物理cpu数×每cpu核数=逻辑cpu数则代表不支持超线程,反之则支持。

C. linux怎么查询cpu核心数

1.查看逻辑CPU个数:

#cat /proc/cpuinfo |grep "processor"|sort -u|wc -l
24

2.由于有超线程技术有必要查看一下物理CPU个数:
#grep "physical id" /proc/cpuinfo|sort -u|wc -l
2
#grep "physical id" /proc/cpuinfo|sort -u
physical id : 0
physical id : 1

查看每个物理CPU内核个数:
#grep "cpu cores" /proc/cpuinfo|uniq
cpu cores : 6

每个物理CPU上逻辑CPU个数:
#grep "siblings" /proc/cpuinfo|uniq
siblings : 12

判断是否开启了抄超线程:
如果多个逻辑CPU的"physical id"和"core id"均相同,说明开启了超线程
或者换句话说
逻辑CPU个数 > 物理CPU个数 * CPU内核数 开启了超线程
逻辑CPU个数 = 物理CPU个数 * CPU内核数 没有开启超线程

相关知识延伸阅读:
一次性查询所有信息:
#!/bin/bash

physicalNumber=0
coreNumber=0
logicalNumber=0
HTNumber=0

logicalNumber=$(grep "processor" /proc/cpuinfo|sort -u|wc -l)
physicalNumber=$(grep "physical id" /proc/cpuinfo|sort -u|wc -l)
coreNumber=$(grep "cpu cores" /proc/cpuinfo|uniq|awk -F':' '{print $2}'|xargs)
HTNumber=$((logicalNumber / (physicalNumber * coreNumber)))

echo "****** CPU Information ******"
echo "Logical CPU Number : ${logicalNumber}"
echo "Physical CPU Number : ${physicalNumber}"
echo "CPU Core Number : ${coreNumber}"
echo "HT Number : ${HTNumber}"

echo "*****************************"

执行结果:
#./cpuinfo
****** CPU Information ******
Logical CPU Number : 24
Physical CPU Number : 2
CPU Core Number : 6
HT Number : 2

D. Linux进程的调度

上回书说到 Linux进程的由来 和 Linux进程的创建 ,其实在同一时刻只能支持有限个进程或线程同时运行(这取决于CPU核数量,基本上一个进程对应一个CPU),在一个运行的操作系统上可能运行着很多进程,如果运行的进程占据CPU的时间很长,就有可能导致其他进程饿死。为了解决这种问题,操作系统引入了 进程调度器 来进行进程的切换,轮流让各个进程使用CPU资源。

1)rq: 进程的运行队列( runqueue), 每个CPU对应一个 ,包含自旋锁(spinlock)、进程数量、用于公平调度的CFS信息结构、当前运行的进程描述符等。实际的进程队列用红黑树来维护(通过CFS信息结构来访问)。

2)cfs_rq: cfs调度的进程运行队列信息 ,包含红黑树的根结点、正在运行的进程指针、用于负载均衡的叶子队列等。

3)sched_entity: 把需要调度的东西抽象成调度实体 ,调度实体可以是进程、进程组、用户等。这里包含负载权重值、对应红黑树结点、 虚拟运行时vruntime 等。

4)sched_class:把 调度策略(算法)抽象成调度类 ,包含一组通用的调度操作接口。接口和实现是分离,可以根据调度接口去实现不同的调度算法,使一个Linux调度程序可以有多个不同的调度策略。

1) 关闭内核抢占 ,初始化部分变量。获取当前CPU的ID号,并赋值给局部变量CPU, 使rq指向CPU对应的运行队列 。 标识当前CPU发生任务切换 ,通知RCU更新状态,如果当前CPU处于rcu_read_lock状态,当前进程将会放入rnp-> blkd_tasks阻塞队列,并呈现在rnp-> gp_tasks链表中。 关闭本地中断 ,获取所要保护的运行队列的自旋锁, 为查找可运行进程做准备 。

2) 检查prev的状态,更新运行队列 。如果不是可运行状态,而且在内核态没被抢占,应该从运行队列中 删除prev进程 。如果是非阻塞挂起信号,而且状态为TASK_INTER-RUPTIBLE,就把该进程的状态设置为TASK_RUNNING,并将它 插入到运行队列 。

3)task_on_rq_queued(prev) 将pre进程插入到运行队列的队尾。

4)pick_next_task 选取将要执行的next进程。

5)context_switch(rq, prev, next)进行 进程上下文切换 。

1) 该进程分配的CPU时间片用完。

2) 该进程主动放弃CPU(例如IO操作)。

3) 某一进程抢占CPU获得执行机会。

Linux并没有使用x86 CPU自带的任务切换机制,需要通过手工的方式实现了切换。

进程创建后在内核的数据结构为task_struct , 该结构中有掩码属性cpus_allowed,4个核的CPU可以有4位掩码,如果CPU开启超线程,有一个8位掩码,进程可以运行在掩码位设置为1的CPU上。

Linux内核API提供了两个系统调用 ,让用户可以修改和查看当前的掩码:

1) sched_setaffinity():用来修改位掩码。

2) sched_getaffinity():用来查看当前的位掩码。

在下次task被唤醒时,select_task_rq_fair根据cpu_allowed里的掩码来确定将其置于哪个CPU的运行队列,一个进程在某一时刻只能存在于一个CPU的运行队列里。

在Nginx中,使用了CPU亲和度来完成某些场景的工作:

worker_processes      4;

worker_cpu_affinity 0001001001001000;

上面这个配置说明了4个工作进程中的每一个和一个CPU核挂钩。如果这个内容写入Nginx的配置文件中,然后Nginx启动或者重新加载配置的时候,若worker_process是4,就会启用4个worker,然后把worker_cpu_affinity后面的4个值当作4个cpu affinity mask,分别调用ngx_setaffinity,然后就把4个worker进程分别绑定到CPU0~3上。

worker_processes      2;

worker_cpu_affinity 01011010;

上面这个配置则说明了两个工作进程中的每一个和2个核挂钩。

E. 怎么才能开启超线程技术

超线程(Hyper-Threading,简称“HT”

超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高的CPU的运行效率。

超线程技术是在一颗CPU同时执行多个程序而共同分享一颗CPU内的资源,理论上要像两颗CPU一样在同一时间执行两个线程,P4处理器需要多加入一个Logical CPU Pointer(逻辑处理单元)。因此新一代的P4 HT的die的面积比以往的P4增大了5%。而其余部分如ALU(整数运算单元)、FPU(浮点运算单元)、L2 Cache(二级缓存)则保持不变,这些部分是被分享的。

虽然采用超线程技术能同时执行两个线程,但它并不象两个真正的CPU那样,每各CPU都具有独立的资源。当两个线程都同时需要某一个资源时,其中一个要暂时停止,并让出资源,直到这些资源闲置后才能继续。因此超线程的性能并不等于两颗CPU的性能。

工作原理
在处理多个线程的过程中,多线程处理器内部的每个逻辑处理器均可以单独对中断做出响应,当第一个逻辑处理器跟踪一个软件线程时,第二个逻辑处理器也开始对另外一个软件线程进行跟踪和处理了。

另外,为了避免CPU处理资源冲突,负责处理第二个线程的那个逻辑处理器,其使用的是仅是运行第一个线程时被暂时闲置的处理单元。

例如:当一个逻辑处理器在执行浮点运算(使用处理器的浮点运算单元)时,另一个逻辑处理器可以执行加法运算(使用处理器的整数运算单元)。这样做,无疑大大提高了处理器内部处理单元的利用率和相应的数据、指令处吞吐能力。对于Prescott处理器,发热量大也主要是因为它。

实现超线程的前提条件
(1)需要CPU支持

目前正式支持超线程技术的CPU有Pentium4 3.06GHz 、2.40C、2.60C、2.80C 、3.0GHz、3.2GHz以及Prescott处理器,还有部分型号的Xeon。

(2)需要主板芯片组支持

正式支持超线程技术的主板芯片组的主要型号包括Intel的875P,E7205,850E,865PE/G/P,845PE/GE/GV,845G(B-stepping),845E。875P,E7205,865PE/G/P,845PE/GE/GV芯片组均可正常支持超线程技术的使用,而早前的845E以及850E芯片组只要升级BIOS就可以解决支持的问题;

SIS方面有SiS645DX(B版)、SiS648(B版)、SIS655、SIS658、SIS648FX;

威盛方面有P4X400A、P4X600、P4X800。

(3)需要主板BIOS支持

主板厂商必须在BIOS中支持超线程才行。

(4)需要操作系统支持

目前微软的操作系统中只有Windows XP专业版及后续版本支持此功能,而在Windows 2000上实现对超线程支持的计划已经取消了。

(5)需要应用软件支持

一般来说,只要能够支持多处理器的软件均可支持超线程技术,但是实际上这样的软件并不多,而且偏向于图形、视频处理等专业软件方面,游戏软件极少有支持的。应用软件有Office 2000、Office XP等。另外Linux kernel 2.4.x以后的版本也支持超线程技术。

CPU生产商为了提高CPU的性能,通常做法是提高CPU的时钟频率和增加缓存容量。不过目前CPU的频率越来越快,如果再通过提升CPU频率和增加缓存的方法来提高性能,往往会受到制造工艺上的限制以及成本过高的制约。
尽管提高CPU的时钟频率和增加缓存容量后的确可以改善性能,但这样的CPU性能提高在技术上存在较大的难度。实际上在应用中基于很多原因,CPU的执行单元都没有被充分使用。如果CPU不能正常读取数据(总线/内存的瓶颈),其执行单元利用率会明显下降。另外就是目前大多数执行线程缺乏ILP(Instruction-Level Parallelism,多种指令同时执行)支持。这些都造成了目前CPU的性能没有得到全部的发挥。因此,Intel则采用另一个思路去提高CPU的性能,让CPU可以同时执行多重线程,就能够让CPU发挥更大效率,即所谓“超线程(Hyper-Threading,简称“HT”)”技术。超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高的CPU的运行效率。

采用超线程及时可在同一时间里,应用程序可以使用芯片的不同部分。虽然单线程芯片每秒钟能够处理成千上万条指令,但是在任一时刻只能够对一条指令进行操作。而超线程技术可以使芯片同时进行多线程处理,使芯片性能得到提升。

超线程技术是在一颗CPU同时执行多个程序而共同分享一颗CPU内的资源,理论上要像两颗CPU一样在同一时间执行两个线程,P4处理器需要多加入一个Logical CPU Pointer(逻辑处理单元)。因此新一代的P4 HT的die的面积比以往的P4增大了5%。而其余部分如ALU(整数运算单元)、FPU(浮点运算单元)、L2 Cache(二级缓存)则保持不变,这些部分是被分享的。

虽然采用超线程技术能同时执行两个线程,但它并不象两个真正的CPU那样,每各CPU都具有独立的资源。当两个线程都同时需要某一个资源时,其中一个要暂时停止,并让出资源,直到这些资源闲置后才能继续。因此超线程的性能并不等于两颗CPU的性能。

英特尔P4 超线程有两个运行模式,Single Task Mode(单任务模式)及Multi Task Mode(多任务模式),当程序不支持Multi-Processing(多处理器作业)时,系统会停止其中一个逻辑CPU的运行,把资源集中于单个逻辑CPU中,让单线程程序不会因其中一个逻辑CPU闲置而减低性能,但由于被停止运行的逻辑CPU还是会等待工作,占用一定的资源,因此Hyper-Threading CPU运行Single Task Mode程序模式时,有可能达不到不带超线程功能的CPU性能,但性能差距不会太大。也就是说,当运行单线程运用软件时,超线程技术甚至会降低系统性能,尤其在多线程操作系统运行单线程软件时容易出现此问题。

需要注意的是,含有超线程技术的CPU需要芯片组、软件支持,才能比较理想的发挥该项技术的优势。目前支持超线程技术的芯片组包括如:英特尔i845GE、PE及矽统iSR658 RDRAM、SiS645DX、SiS651可直接支持超线程;英特尔i845E、i850E通过升级BIOS后可支持;威盛P4X400、P4X400A可支持,但未获得正式授权。操作系统如:Microsoft Windows XP、Microsoft Windows 2003,Linux kernel 2.4.x以后的版本也支持超线程技术。

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