Question

在其Energy-Efficient Software Guidelines英特尔建议，程序采用多线程设计，以提高能效。

我不明白。假设我有一个可以关闭未使用内核的四核处理器。假设我的代码完全可并行化（同步开销可以忽略不计）。

如果我只使用一个核心，我将一个核心刻录一小时，如果我使用四个核心，我将四个核心刻录15分钟 - 两种核心小时相同。储蓄在哪里？

Answer 1

我怀疑它与CPU利用率和功耗之间的非线性关系有关。因此，如果您可以在4个CPU上分配100％的CPU利用率，则每个CPU的利用率将达到25％ - 并且消耗量为12％。

当根据Wikipedia使用动态CPU缩放时，CPU的功耗为P = C(V^2)F，尤其如此。当CPU运行得更快时，它需要更高的电压 - 而'2的幂'变得至关重要。此外，电压将是F的函数（这意味着F可以求解为V）给出类似P = C(F^2)F的东西。因此，通过将负载分散到4个CPU（在该频率下以100％容量运行），可以降低相同工作的成本。

我们可以将F作为L（负载）的函数，在一个核心的100％（就像在你的操作系统中那样），所以：

F = 1000 + L/100 * 500 = 1000 + 5L
p = C((1000 + 5L)^2)(1000 + 5L) = C(1000 + 5L)^3

现在我们可以将负载（L）与功耗相关联，我们可以看到在一个核心上给出所有功耗的特性：

p = C(1000 + 5L)^3
p = 1000000000 + 15000000L + 75000L^2 + 125L^3

或分布在4个核心上：

p = 4C(1000 + (5/4)L)^3
p = 4000000000 + 15000000L + 18750.4L^2 + 7.5L^3

注意L ^ 2和L ^ 3前面的因素。

Answer 2

在那一小时内，一个核心并不是你唯一能继续运行的东西。

Answer 3

CPU是计算机的一部分。它有风扇，主板，硬盘，显卡，RAM等，让我们称之为BASE。如果您正在进行科学计算（即计算群集），那么您需要为许多计算机供电。如果你为100的BASE供电，为什么不允许那些BASES上有多个物理CPU，这样那些CPU可以共享BASE的资源，物理和逻辑。

现在INTEL的营销模糊可能还取决于这样的事实，即每个CPU晶圆都包含多个核心。为多个物理CPU供电不同于为具有多个内核的单个物理CPU供电。

因此，如果每单位功率完成的工作量是有问题的基准，那么现代CPU执行高度并行的任务，那么与上一代处理器相比，你可以获得更多的收益。因为不仅可以获得更多的内核/ CPU，而且还可以通用来获得可以占用多个CPU的BASE。

有人可能很容易断言，一个高端系统现在可以容纳8-16个单核CPU单核CPU的处理能力（假设在这个假设的情况下，在新系统和老一代的情况下）系统，每个核心具有相同的处理能力）。

Answer 4

如果某个程序是多线程的，并不意味着它会使用更多内核。这只意味着同时处理更多任务，因此整个处理器时间更短。

Answer 5

你用4个核心燃烧4倍的能量，但你也做了4倍的工作！如果如你所说的那样，同步可以忽略不计并且工作可以并行化，那么你将花费4倍的时间。

使用多个线程可以在您进行i / o等待时节省能源。一个线程可以等待，而其他线程可以执行其他计算;而不是让您的应用程序闲置。

Answer 6

有三个原因，其中两个已被指出：

更长的总时间意味着其他（非CPU）组件需要运行更长时间，即使CPU的净计算保持不变
更多线程意味着同时完成更多事情（因为档位用于有用的东西），同样会减少整体实时。
在一个核心上运行相同计算的CPU功耗不同。英特尔CPU具有内置时钟提升功能，可用于单核用户（我忘记了它的营销术语）。时钟越高意味着功耗越大，热量就越不成比例，这也需要风扇更快地旋转。

总而言之，您使用CPU消耗更多功率，并且可以在更长时间内为CPU冷却更多功率，并且您也可以运行其他组件更长时间。

作为第四个原因，人们可以声称（注意这只是一个假设！）英特尔CPU是超线程的，并且由于超线程核心共享一些资源，一次运行两个线程比运行一个线程两倍长度更有效

多线程程序如何更节能？

6 个答案: