iTOP4412開發(fā)板Linux下多核處理器相關(guān)知識

落風(fēng)

多核處理器是指在一枚處理器中集成兩個或多個完整的計算引擎（內(nèi)核）。多核技術(shù)的

開發(fā)源于工程師們認(rèn)識到，僅僅提高單核芯片的速度會產(chǎn)生過多熱量且無法帶來相應(yīng)的性能改善，先前的處理器產(chǎn)品就是如此。他們認(rèn)識到，在先前產(chǎn)品中以那種速率，處理器產(chǎn)生的熱量很快會超過太陽表面。即便是沒有熱量問題，其性價比也令人難以接受，速度稍快的處理器價格要高很多。

基于以上事實(shí)，工程師們開發(fā)了多核芯片，使之滿足‘橫向擴(kuò)展’（而非‘縱向擴(kuò)

充’）的方法，從而提高性能。

1. 在 Linux 下，如何確認(rèn)是多核或多 CPU:

#cat /proc/cpuinfo

如果有多個類似以下的項(xiàng)目，則為多核或多 CPU:

processor : 0

......

processor : 1

2. Linux 下，如何看每個 CPU 的使用率：

#top -d 1

之后按下 1. 則顯示多個 CPU

Cpu0 : 1.0%us， 3.0%sy， 0.0%ni， 96.0%id， 0.0%wa， 0.0%hi，

0.0%si， 0.0%st

Cpu1 : 0.0%us， 0.0%sy， 0.0%ni，100.0%id， 0.0%wa， 0.0%hi， 0.0%si，

0.0%st

3. 如何察看某個進(jìn)程在哪個 CPU 上運(yùn)行：

#top -d 1

之后按下 f.進(jìn)入 top Current Fields 設(shè)置頁面：

選中：j: P = Last used cpu (SMP)

則多了一項(xiàng)：P 顯示此進(jìn)程使用哪個 CPU。

Sam 經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：同一個進(jìn)程，在不同時刻，會使用不同 CPU Core.這應(yīng)該是 Linux

Kernel SMP 處理的。

4. 配置 Linux Kernel 使之支持多 Core：

內(nèi)核配置期間必須啟用 CONFIG_SMP 選項(xiàng)，以使內(nèi)核感知 SMP。

Processor type and features ---> Symmetric multi-processing support

察看當(dāng)前 Linux Kernel 是否支持（或者使用）SMP

#uname -a

5. Kernel 2.6 的 SMP 負(fù)載平衡：

在 SMP 系統(tǒng)中創(chuàng)建任務(wù)時，這些任務(wù)都被放到一個給定的 CPU 運(yùn)行隊(duì)列中。通常來

說，我們無法知道一個任務(wù)何時是短期存在的，何時需要長期運(yùn)行。因此，最初任務(wù)到 CPU

的分配可能并不理想。

為了在 CPU 之間維護(hù)任務(wù)負(fù)載的均衡，任務(wù)可以重新進(jìn)行分發(fā)：將任務(wù)從負(fù)載重的

CPU 上移動到負(fù)載輕的 CPU 上。Linux 2.6 版本的調(diào)度器使用負(fù)載均衡（load

balancing） 提供了這種功能。每隔 200ms，處理器都會檢查 CPU 的負(fù)載是否不均衡；如

果不均衡，處理器就會在 CPU 之間進(jìn)行一次任務(wù)均衡操作。

這個過程的一點(diǎn)負(fù)面影響是新 CPU 的緩存對于遷移過來的任務(wù)來說是冷的（需要將數(shù)據(jù)

讀入緩存中）。

記住 CPU 緩存是一個本地（片上）內(nèi)存，提供了比系統(tǒng)內(nèi)存更快的訪問能力。如果一個

任務(wù)是在某個 CPU 上執(zhí)行的，與這個任務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)都會被放到這個 CPU 的本地緩存中，

這就稱為熱的。如果對于某個任務(wù)來說，CPU 的本地緩存中沒有任何數(shù)據(jù)，那么這個緩存就稱為冷的。

不幸的是，保持 CPU 繁忙會出現(xiàn) CPU 緩存對于遷移過來的任務(wù)為冷的情況。

6. 應(yīng)用程序如何利用多 Core :

開發(fā)人員可將可并行的代碼寫入線程，而這些線程會被 SMP 操作系統(tǒng)安排并發(fā)運(yùn)行。

另外，Sam 設(shè)想，對于必須順序執(zhí)行的代碼。可以將其分為多個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)為一個

thread.并在節(jié)點(diǎn)間放置 channel.節(jié)點(diǎn)間形如流水線。這樣也可以大大增強(qiáng) CPU 利用率。

更多內(nèi)容關(guān)注公眾號迅為電子: