Алекс Jenter - Программирование на Visual C++. Архив рассылки

Тестовая программа была запущена на нескольких конфигурациях, оказавшихся под рукой. Для удобства сравнения результатов выбирались конфигурации с одинаковыми процессорами. Результаты сведены в следующую таблицу:

Проанализируем таблицу, чтобы получить ответы на наши вопросы.

Для двухпроцессорной системы два потока в программе дают оптимальную и максимально возможную производительность программы. Однако увеличение количества потоков приводит к постоянному увеличению времени выполнения программы на десять и более процентов. С другой стороны, на однопроцессорной системе увеличение количества потоков до 32 практически не сказывается на времени выполнения программы, после чего происходит резкий скачок на промежутке между 32 и 128 потоками, после чего рост продолжается более-менее плавно.

Сильно упрощая и обобщая результаты, можно сказать, что общие потери на переключение контекста процессора не будут превышать шестидесяти процентов на разумном количестве потоков (до 8192). Но даже такой упрощенный вывод необходимо уточнить:

1. Тестовая программа создает стрессовую ситуацию – каждый "живой объект" стремится подмять под себя все свободное процессорное время, но мы заставляем его быть менее прожорливым, вызывая принудительное переключение контекста вызовом Sleep(0). Реальные "живые объекты" требуют меньше процессорного времени, что выражается в вызове функции Sleep с параметром, отличным от нуля. Таким образом в реальной программе переключения контекста будут происходить реже, чем в нашем тесте, и, следовательно, потери времени будут меньше.

2. Наши рассуждения не относятся к линейке Windows 9x/ME. У операционных систем этого семейства отношения с многопоточностью крайне прохладные. Отсюда уточнение – если ваша программа будет активно использоваться под Windows 9x/ME, основательно работайте над эффективностью кода, так как потери во времени выполнения начинают превышать пятьдесят процентов уже после создания второго потока.

Для более наглядного представления данных упростим вышеприведенную таблицу, объединив данные для двух- и однопроцессорных систем и отбросив результаты, полученные под Windows 98SE:

То есть прирост производительности всегда меньше, чем в два раза, независимо от количества потоков. В среднем прирост производительности составляет порядка 85 процентов. Возможно (и даже наверняка) эта цифра будет отличаться для других процессоров, в особенности для линейки Intel Xeon, которая славится улучшенной поддержкой многопоточности, а так же для систем с количеством процессоров больше двух.