E5-2620简测和超线程分配问题造成的性能下降

前段时间公司买了一台Dell R720服务器跑公司的CallCenter，基本配置是2 x E5-2620(6核12线程，2GHz，最大睿频2.5GHz，4通道内存)，8 x 4GB(每个CPU管理4根，启用四通道，内存参数为DDR3-1333，9-9-9-24-1T)。

服务器刚买来，还没有上应用，我就正好安装了一个Win2008R2做一些有关于多线程的测试。也许能找到为什么E3之类的CPU在开启多线程后有时候游戏性能会下降。

测试方法如下：分别采用CINEBENCH R11.529和Fritz Chess Benchmark v4.3.2.0进行测试，分别测试系统自动分配线程到CPU的关联和手动分配线程和CPU的关联两种情况下的分数，进行对比。手动设置关联使用微软的工具Process Explorer，并在系统的Task Manager中进行确认。每张测试图都放上了测试工具的分数和每个核心CPU占用的情况方便对比。

测试章节：
一、基本CPU、MEM性能测试
二、CINEBENCH R11.5多线程性能测试
三、Fritz Chess Benchmark v4.3多线程性能测试
四、总结


一、首先放上CPU-Z和SuperPI、wPrime的测试结果，以及AIDA64的内存测试结果。

SuperPI 1M测试成绩：15.663s
wPrime 32M测试成绩：6.053s (24线程)
wPrime 1024M测试成绩：130.62s (24线程)
AIDA64 Memory测试成绩：Read：11008MB/s，Write：3108MB/s，Copy：7202MB/s，Latency：89.2ns (分数很低，也许是CPU主频低的原因)

CPU的物理核心和逻辑核心的映射情况，0、1是一个物理核心，2、3是一个物理核心，以此类推，最后一个物理核心是22、23
Logical to Physical Processor Map:
**----------------------  Physical Processor 0 (Hyperthreaded)
--**--------------------  Physical Processor 1 (Hyperthreaded)
----**------------------  Physical Processor 2 (Hyperthreaded)
------**----------------  Physical Processor 3 (Hyperthreaded)
--------**--------------  Physical Processor 4 (Hyperthreaded)
----------**------------  Physical Processor 5 (Hyperthreaded)
------------**----------  Physical Processor 6 (Hyperthreaded)
--------------**--------  Physical Processor 7 (Hyperthreaded)
----------------**------  Physical Processor 8 (Hyperthreaded)
------------------**----  Physical Processor 9 (Hyperthreaded)
--------------------**--  Physical Processor 10 (Hyperthreaded)
----------------------**  Physical Processor 11 (Hyperthreaded)

也不知道是装好的Win2008R2系统有问题，还是CPU-Z不兼容，在启动CPU-Z的时候会报错，然后所有信息无法读取。最后将cpuz.ini文件中的SMBus设置为0才可以，但是内存的一些运行参数就无法读取了。不过AIDA64还是可以看到。







二、CINEBENCH R11.5多线程性能测试

1、12个核心，系统自动分配线程和CPU的关联


2、12个核心，手动设置线程和CPU的关联，确保每个每个线程都分配在一个物理CPU的一个逻辑核心上


3、18个核心，系统自动分配线程和CPU的关联


4、18个核心，手动设置线程和CPU的关联，其中有6个物理CPU只是用一个逻辑核心，有6个物理CPU使用上全部两个逻辑核心


5、24个核心满载测试


6、测试成绩总结
单核心测试成绩：0.96 pts
12个核心线程自动分配：9.54 pts(倍率：9.88x)
12个核心线程手动分配：10.78 pts(倍率：11.18x)
18个核心线程自动分配：10.99 pts(倍率：11.39x)
18个核心线程手动分配：11.75 pts(倍率：12.18x)
24个核心线程自动分配：12.80 pts(倍率：13.27x)


三、Fritz Chess Benchmark v4.3多线程性能测试(由于象棋测试最多支持16个核心，所以只测试12核心和16核心的测试情况)

1、12个核心，系统自动分配线程和CPU的关联


2、12个核心，手动设置线程和CPU的关联，确保每个每个线程都分配在一个物理CPU的一个逻辑核心上


3、16个核心，系统自动分配线程和CPU的关联。使用16个核心做测试，系统自动分配的很有意思，所有计算都分布在8个物理核心的16个逻辑核心上，不去调用其他的核心。测试多次都是这么一个情况，而使用15个核心和以下的做测试，则没有该情况。


4、16个核心，手动设置线程和CPU的关联，其中有8个物理CPU只是用一个逻辑核心，有4个物理CPU使用上全部两个逻辑核心


5、15个核心，系统自动分配线程和CPU的关联。


6、测试成绩总结：
12个核心线程自动分配：12968千步
12个核心线程手动分配：14727千步(比自动分配性能提高13%左右)
16个核心线程自动分配：13924千步
16个核心线程手动分配：15169千步(比自动分配性能提高9%左右)
15个核心线程自动分配：14231千步


四、总结

根据以上的测试可以看到，相同核心数测试的情况下，手动分配线程和和CPU逻辑核心的关联要比自动自动分配时的分数高一些。多次测试均是该结果，
甚至15个核心系统自动分配的象棋测试成绩都不如12个核心手动分配的成绩高。

Win2008R2和Win7是同一内核，线程的分配制度也应该是一样。就算是服务器的专用系统都无法正确的分配线程给CPU，造成处理性能下降。何况是家庭使用的Win7。由于现在的游戏大部分都最多只能使用到4个核心，根据以上的测试就知道E3类的CPU为什么在开启超线程后会造成游戏性能下降。

由于服务器继续上公司的应用，所以没有时间进一步测试Win8系统。如果有条件，希望其他的兄弟能测试一下Win8情况下有超线程技术的CPU的线程分配情况如何。

好深奥 反正不会关注这款U 看不懂就看不懂吧

杰迪武士 发表于 2013-1-23 09:04
显示归位的是当前停止运行的逻辑核心，你仔细观察可以看到当前状态为“归位”的逻辑核心是没有使用率曲线 ...

是的，这也证明Win7其实知道逻辑核心和物理核心的对应关系。

并且系统会尽量平衡物理核心的运算负荷。

当然，在某些特殊的应用，手动分配会比自动获得更高的效率。

Mufasa 发表于 2013-1-19 10:25
还是看图说话吧：

CPU编号后面写有“归位”的，都是超线程单元

显示归位的是当前停止运行的逻辑核心，你仔细观察可以看到当前状态为“归位”的逻辑核心是没有使用率曲线的

按照LZ的测试方法，我简单的跑了下CINEBENCHMARK，貌似在Win8下操作系统默认对线程的分配情况会合理点……所以好多CPU在Win8下WEI评分都提高了。

图中数据是在默认情况下测得。

small 发表于 2013-1-19 10:23
一个核心的2个超线程单元应该是不分的吧？
只有一个工作时，他都是独占了这个物理核心的资源，没有说“单 ...

绝对是有区分的。
如果你看过i7的内核结构图就知道了，超线程技术的实现实际上是在CPU内部占用了3%左右的晶体管，用于虚拟出另一个的核心，然后跟原有的物理核心占用同样的运算资源。也就说，这个逻辑核心是通过某些物理电路模拟出来的，跟原有的物理核心还是有区分的，还是可以被系统识别出来的，并不是说在只有一个物理核心的情况下，两个线程都是逻辑线程，然后地位平等地使用物理资源。
至于这个逻辑核心独占整个物理核心的运算资源时，能不能达到原本物理核心该有的性嫩，这个不好说。

我打个比较具体的比方吧：假设CPU的一个物理内核就是你家的厨房，砧板、菜刀、铁锅、炉灶等等厨具都只有一个，线程就是做饭的人（假设是你或者你女王）。按照你的理解，超线程技术就是在同一个厨房里，你跟你女王两个同时一起做饭，然后平等地使用里面的厨具。而我对超线程的理解是，由始至终，在厨房里干活的都只有你或者你女王一个人，只是，你或者你女王用了一个很巧妙的工具（比如很科幻的机器手），装在身上，模拟出了另一双手，让人看起来就像有两个人一起干活一样，至于那双机器手能不能像真人的手一样灵巧，当机器手能独占所有厨具的时候，能不能跟用人的手达到一样的效果，不得而知。
当然，无论是你的理解还是我的理解，都有一个共同点：只能使用同样的厨具。所以，很容易让人搞混到底是一个人在干活还是两个人在干活。但是，不管两者效率如何，机器手跟人的手总是能区分的吧？

这就是我的理解，呵呵。

CPU觉得不错。  内存一般般

有木有自动批处理软件，让某程序运行时，直接指定给若干物理核心工作

small 发表于 2013-1-19 10:23
一个核心的2个超线程单元应该是不分的吧？
只有一个工作时，他都是独占了这个物理核心的资源，没有说“单 ...

当然分了http://diybbs.zol.com.cn/54/231_531553.html

我记得aida那个内存有问题,不过忘记是怎么回事了
我是不是可以认为如果我要是用多核心的情况,首先先使用多物理核心,当所有物理核心用完后再使用逻辑核心
还有一个问题,你试过同数量,不同物理核心的情况吗?

系统分配易冲突，手动分配就各就各位了

而且个人感觉超频后自动分配不容易挂，

学习了，还要详细的品一下。

还是看图说话吧：

CPU编号后面写有“归位”的，都是超线程单元
系统会优先使用普通物理核心，物理核心接近满载，才会使用超线程单元。

Mufasa 发表于 2013-1-19 10:18
Win7 正确识别超线程单元以后会在资源监视器里面显示出来。
实际运行时也会优先分配物理核心承担更多的负荷 ...

一个核心的2个超线程单元应该是不分的吧？
只有一个工作时，他都是独占了这个物理核心的资源，没有说“单个核心的2个线程里，有一个是物理的，一个是虚拟的”，没这说法吧

Win7 正确识别超线程单元以后会在资源监视器里面显示出来。
实际运行时也会优先分配物理核心承担更多的负荷。

楼主测试的结果更像是没有识别超线程单元的结果。

系统不知道哪个是物理哪个是HT，所以自动情况下很可能会把2个线程跑到一个物理+HT的核心上，或者也会发生2个线程分别跑在两个HT上，这样就会导致性能不如物理核心

另外楼主是如何确定CPU多个线程中哪个是物理核心哪个是HT，有时候排序是乱的

很高深的样子，对至强了解不多，看完不明觉厉，似乎长姿势了！简单的理解貌似就是单核效能高比多核心超线程更实用的节奏~~

不明觉厉。。。。。。。。。。。。。。。。

royalk 发表于 2013-1-18 13:49
不是单线程，是单路CPU，6C12T跑不多于6个线程
也就是限定前12个线程自由分配和CPU#0/2/4/6/8/10这样跑 ...

单路CPU的测试当时没有做，所有测试都是在两个CPU都启动的情况下做的。

12个核心的测试有做，在文中有。手动分配比自动分配大约上高13%左右的性能。6个核心的就没有测试了，但我认为手动分配和自动分配不会有太大差别，毕竟有24个核心可以供使用，同事用到一个物理核心上的两个逻辑核心的情况比较小。

hdmucity 发表于 2013-1-18 13:43
有可能是服务器主板的问题，在没关掉SMbus这个参数的时候启动CPUZ都会报错，然后CPUZ这个进程就无法关掉 ...

不是单线程，是单路CPU，6C12T跑不多于6个线程
也就是限定前12个线程自由分配和CPU#0/2/4/6/8/10这样跑