Lợi ích của siêu phân luồng cho đa xử lý?

Tôi đang quản lý một nút tính toán trong cụm HTC. Nút này là một máy Xeon kép 56 lõi/112 luồng và khối lượng công việc thông thường bao gồm nhiều phiên bản của các công việc mô phỏng Monte Carlo một luồng. Điểm chuẩn cho thấy thông lượng thay đổi tỷ lệ thuận lợi với số lượng công việc lên tới khoảng 56, với một số điểm không tuyến tính do tần số tăng áp tăng áp không được duy trì cho số lượng lớn công việc đang hoạt động. Tất cả điều này có ý nghĩa với tôi và tôi muốn nói rằng đó là hành vi dự kiến.

Điều mà tôi không hiểu hết là việc mở rộng quy mô gần như bị mất hoàn toàn đối với số lượng công việc cao hơn. Đến 64 công việc và cao hơn đến 112, thông lượng không đổi: lợi ích của việc chạy nhiều công việc song song hoàn toàn bị bù đắp bởi thời lượng dài hơn của một công việc. Tôi biết rằng tỷ lệ không phải là tuyến tính đối với siêu phân luồng, nhưng tỷ lệ null làm tôi hơi ngạc nhiên.

Dựa trên kiến ​​thức cực kỳ hạn chế của tôi về nguyên lý hoạt động của siêu phân luồng, tôi đoán rằng nó có thể hiệu quả khi chạy hai luồng của cùng một quy trình nhưng không hiệu quả khi chạy hai quy trình riêng biệt. Tôi cần một số xác nhận về điều này, để loại trừ chắc chắn các giả thuyết về sự cố và cuối cùng là vô hiệu hóa siêu phân luồng.

Siêu phân luồng được đơn giản hóa lợi dụng thực tế là trong nhiều luồng quy trình có thời gian nhàn rỗi khi lõi thường chờ các tác vụ khác hoàn thành. Bằng cách chuyển đổi giữa hai luồng, lõi bộ xử lý sẽ không ở chế độ chờ trong một luồng nhưng có thể làm điều gì đó hữu ích trong luồng kia. Nhìn thấy https://www.intel.com/content/www/us/en/gaming/resources/hyper-threading.html

Trong các khối lượng công việc cụ thể, có thể có rất ít thời gian chờ đợi như vậy và do đó, một luồng đơn lẻ đã tải đầy đủ một lõi đơn lẻ. Chia sẻ lõi đó với một luồng khác sẽ không có bất kỳ lợi ích tổng thể nào.

Tương tự xấu: Siêu phân luồng, hay nói chung là SMT, giống như một tài sản nghỉ dưỡng chia sẻ thời gian. Lên lịch cả 52 tuần trong năm cũng được, ai cũng có chỗ cho mình. Thu hút thêm một vài người tham gia vào chương trình, thậm chí có thể vẫn hoạt động, tận dụng thời gian các cơ sở không hoạt động do hủy bỏ. Nhưng đặt phòng gấp đôi nhiều hơn sẽ không biến một ngôi nhà thành hai ngôi nhà một cách kỳ diệu.

Các lõi CPU có một số loại đơn vị thực thi khác nhau, số nguyên, dấu phẩy động và các loại khác. Nhưng chỉ có rất nhiều. (Sơ đồ khối tồn tại để xem những thứ này trong thiết kế CPU, xem ví dụ hồ thác.) Kiến trúc siêu vô hướng đang cố gắng vắt kiệt nhiều hướng dẫn mỗi đồng hồ đã sẵn sàng. Vì vậy, trong khi một luồng phần cứng khác có thể mượn một đơn vị số nguyên chưa sử dụng cho một chu kỳ, thì nó phải chia sẻ. Và bộ nhớ luôn quá chậm, rất có thể DRAM và băng thông bus là những yếu tố hạn chế thực sự.

Kiểm tra số lượng công việc tăng dần là một cách tuyệt vời để xem lợi nhuận giảm dần của SMT. Đặc biệt với khối lượng công việc tính toán HTC nặng nề của bạn có lẽ khá ổn định và có thể dự đoán được. 115% CPU của bạn gần như là những gì tôi mong đợi. Không có điểm nào trong việc đi cao hơn.