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單核雙核四核的區(qū)別 單核處理器是什么意思( 三 )


舉個(gè)例子 , 如果你的計(jì)算機(jī)裝了 2 個(gè) CPU , 會(huì)發(fā)生什么情況呢? 2 個(gè) CPU , 意味著計(jì)算機(jī)的處理能力翻了一倍 , 能夠同時(shí)處理的進(jìn)程數(shù)量也翻了一倍 。還是用大橋來類比 , 兩個(gè) CPU 就意味著大橋有兩根車道了 , 通車能力翻倍了
所以 , 2 個(gè)CPU表明系統(tǒng)負(fù)載可以達(dá)到 2.0 , 此時(shí)每個(gè) CPU 都達(dá)到 100%的工作量 。推廣開來 , n 個(gè) CPU 的計(jì)算機(jī) , 可接受的系統(tǒng)負(fù)載最大為n.0 。
芯片廠商往往在一個(gè) CPU 內(nèi)部 , 包含多個(gè)CPU核心 , 這被稱為多核CPU 。
在系統(tǒng)負(fù)載方面 , 多核 CPU 與多 CPU 效果類似 , 所以考慮系統(tǒng)負(fù)載的時(shí)候 , 必須考慮這臺(tái)計(jì)算機(jī)有幾個(gè) CPU、每個(gè) CPU 有幾個(gè)核心 。然后 , 把系統(tǒng)負(fù)荷除以總的核心數(shù) , 只要每個(gè)核心的負(fù)荷不超過 1.0 , 就表明計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行 。怎么知道電腦有多少個(gè) CPU 核心呢?
延伸閱讀: 性能基礎(chǔ)之CPU、物理核、邏輯核概念與關(guān)系
CPU使用率

如果我們觀察在給定時(shí)間間隔內(nèi)通過CPU的不同進(jìn)程 , 則利用率百分比將表示相對于CPU執(zhí)行與每個(gè)進(jìn)程相對應(yīng)的指令的那個(gè)時(shí)間間隔的時(shí)間部分 。但這種計(jì)算只運(yùn)行的進(jìn)程 , 而不是那些正在等待 , 無論它們是在隊(duì)列(可運(yùn)行狀態(tài))還是睡著但不可中斷(例如在等待輸入/輸出操作的結(jié)束)被認(rèn)為 。因此 , 這個(gè)指標(biāo)可以讓我們了解哪些進(jìn)程最大程度地?cái)D壓CPU , 但是如果系統(tǒng)狀態(tài)過載或者未充分利用 , 則不能給出真實(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)圖 。
現(xiàn)實(shí)工作中 , 我們經(jīng)常容易把平均負(fù)載和 CPU 使用率混淆 , 從上面我們知道平均負(fù)載是指單位時(shí)間內(nèi) , 處于可運(yùn)行狀態(tài)和不可中斷狀態(tài)的進(jìn)程數(shù) 。所以 , 它不僅包括正在使用 CPU 的進(jìn)程 , 還包括等待 CPU 和等待I/O 的進(jìn)程 。而 CPU使用率 , 從上面的解釋我們知道是單位時(shí)間內(nèi)繁忙程度 , 跟平均負(fù)載并不一定完全對應(yīng) 。比如:
  • CPU 密集型進(jìn)程 , 使用大量 CPU 會(huì)導(dǎo)致平均負(fù)載升高 , 這時(shí)候兩者是一致的 。
  • I/O 密集型進(jìn)程 , 等待 I/O 也會(huì)導(dǎo)致平均負(fù)載升高 , 但 CPU 使用率不一定很高 。
  • 大量等待 CPU 的進(jìn)程調(diào)度也會(huì)導(dǎo)致平均負(fù)載很高 , 此時(shí)的 CPU 使用率也會(huì)比較高 。
注意輸入/輸出(I/O)操作在本文反復(fù)強(qiáng)調(diào)了不間斷休眠狀態(tài)非常重要 (第一張圖中的D) , 因?yàn)橛袝r(shí)你可以在計(jì)算機(jī)中找到非常高的負(fù)載值 , 然而不同的運(yùn)行過程使用率相對較低 。如果你不考慮這種狀態(tài) , 你會(huì)發(fā)現(xiàn)情況莫名其妙 , 你將不知道如何處理它 。當(dāng)進(jìn)程等待某個(gè)資源的釋放并且其執(zhí)行不能被中斷時(shí) , 例如當(dāng)它等待不可中斷的 I/O 操作時(shí) , 進(jìn)程處于此狀態(tài)完成(并非所有都是不可中斷的) 。通常 , 這種情況是由于磁盤故障 , 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(如 NFS 故障)或大量使用非常慢的設(shè)備(例如USB 1.0 pendrive)而發(fā)生的 。
在這種情況下 , 我們將不得不使用替代工具 , 如 iostat 或 iotop , 它們將指示哪些進(jìn)程正在執(zhí)行更多的 I/O 操作 , 以便我們可以殺死這些進(jìn)程或?yàn)樗鼈兎峙漭^少的優(yōu)先級(jí)(nice 命令)能夠?yàn)槠渌P(guān)鍵的進(jìn)程分配更多的CPU 時(shí)間 。
一些技巧系統(tǒng)過載并超過1.0的負(fù)載值有時(shí)不是問題 , 因?yàn)榧词褂幸恍┭舆t , CPU也會(huì)處理隊(duì)列中的作業(yè) , 負(fù)載將再次降低到1.0以下的值 。但是如果系統(tǒng)的持續(xù)負(fù)載值大于1 , 則意味著它無法吸收執(zhí)行中的所有負(fù)載 , 因此其響應(yīng)時(shí)間將增加 , 系統(tǒng)將變得緩慢且無響應(yīng) 。高于1的高值 , 尤其是最后5分鐘和15分鐘的負(fù)載平均值是一個(gè)明顯的癥狀 , 要么我們需要改進(jìn)計(jì)算機(jī)的硬件 , 通過限制用戶可以對系統(tǒng)的使用來節(jié)省更少的資源 , 或者除以多個(gè)相似節(jié)點(diǎn)之間的負(fù)載 。


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