为什么Windows在处理器之间切换进程？

Question

如果单个线程进程繁忙且使用100％的单核，则看起来Windows正在核心之间切换此进程，因为在任务管理器核心概述中，所有核心都是相同的。

为什么Windows会这样做？这不是破坏L1 / L2缓存吗？

Answer 1

将流程固定到一个核心是有好处的，主要是您已经提到过的缓存。

还有一些缺点 - 加热不均匀，会产生机械应力，不会改善硅芯片的预期寿命。

为了避免这种情况，操作系统倾向于使所有核心保持相同的利用率。当只有一个活动线程时，必须移动它并使缓存无效。只要这种情况很少发生（在CPU时间内），迁移期间额外缓存未命中的影响可以忽略不计。

例如，"Energy and thermal tradeoffs in hardware-based load balancing for clustered multi-core architectures implementing power gating"的摘要明确将此列为调度算法的设计目标（强调我的）：

  

在这项工作中，提出了一种针对这些集群多核架构的负载平衡技术，它既能提供低能量开销，又能在整个芯片上实现平稳的温度分布，从而均匀地提高处理器的可靠性强调核心。

在整个芯片中散布散热对于Turbo Boost等技术也至关重要，在这些技术中，内核暂时以不可持续的长期速率运行。通过定期将负载移动到不同的核心，即使瞬时功率没有，平均散热仍然是可持续的。

Answer 2

您的流程可能是唯一一个从事大量工作的流程，但并不是唯一正在运行的流程。还有许多其他流程需要偶尔运行。当您的流程被逐出并最终重新安排时，之前运行的核心可能无法使用。最好立即在一个免费核心上运行等待进程，而不是等待以前的核心可用（并且无论如何其数据可能会被另一个线程从缓存中撞出）。

此外，现代CPU允许程序包中的所有核心共享高级缓存。请参阅此Intel Core i5 spec sheet中的“智能缓存”功能。您仍然会丢失核心交换机上的低级缓存，但这些缓存很小，如果您运行的不仅仅是一个小的紧密循环，那么它们可能会有点流失。