单线程/核心上的并行如何可能?

2024-01-31

现代编程语言为用户提供了一流的并行和并发机制。我了解并行算法是如何编程的,并且可以很好地想象多核CPU上的两个线程如何并行运行。

然而,大多数这些平台还支持在单个线程上运行并行进程。

  • 这些进程真的并行运行吗?
  • 在汇编级别上,两个不同的例程如何在单个线程上同时执行?

总长度TR; :并行性(在真实的意义上同时在单个非超线程 CPU 核心上执行)是不可能的。


Hardware

  1. 多主机
  2. 多处理器
  3. 多核
  4. 多线程(“超线程”,即“HT”) (编辑:我自愿忽略矢量化计算的情况,其中多个 ALU 可以是driven由同一个核心)

您的问题涉及在情况 3(如果 HT 不可用/禁用)或情况 4 中运行两个软件线程。

  • 在这两种情况下,进程实际上并不并行运行。由于在 CPU 级别执行极快的上下文切换,用户会产生同时性的印象,这往往会顺序地将物理核心(或线程)时间分配给一个或另一个软件线程

  • 在这两种情况下,这些例程根本不是同时执行,而是顺序执行

分配给这 2 个例程中每一个例程的相对优先级可以通过您赋予进程的“优先级”在各种操作系统上设置,该优先级将由操作系统的调度程序处理,进而分配 CPU 时间。

HTH.

要执行测试以更好地理解此主题,您可能需要搜索“cpuaffinity”。这将让您在多核 CPU 的一个物理单核上运行一个双线程进程,并对每个线程所花费的时间进行计时,同时修改它们的优先级等......

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