многопроцессорность и многоядерность: что к чему

hell-o!

сегодня преподаватель по информатике затронул сабж. все поняли что он ничего не знает в этой сфере (он и не скрывал этого). но вот один интересный вопрос его заставил меня задуматься. а вопрос был вот в чем - можно ли в наше время компутеров с неск. процами или же с процами, которые содержат неск. ядер, запустить под ОСью _одновременно_ неск программ? т.е. препод интересовался, вообще, с точки зрения самих ОСей (возьмем самые распростраеннные) это реально или нет? якобы, на одноядерных однопроцессорных компутерах многозадачность достигается за счет очень мизерного промежутка времени, который проц затрачивает при переключениях м/у работающими программами - отсюда и иллюзия выполнения неск. программ одновременно. ну это и ежу понятно, что все это так.
но вот как обстоит со всем этим дело у процев с неск. ядрами и у компов, имеющих неск. процов на борту материнки?

если можно, проведите кто-нить ликбез по сабжу, ну и на вопос препода ответьте (мне для общего развития хочется все это узнать).

спасибо!

 

Если у вас многоядерный процессор, то именно так и есть - ОДНОВРЕМЕННО (никаких микропереключений) выполняется столько приложений, сколько я дер у процессора.

Может преподаватель имел ввиду что -либо другое, например, вроде запуск САМИХ ОС, каждая на своем ядре - тогда ответ нет - так аппаратное обеспечение одно, и им нужно делиться

 

varnie, было бы корректнее задать такой вопрос: а как влияют N-процессоров на реализацию/работу "многозадачности" в опер. системе (например в WinXP).

 

varnie

Пускай препод почитает Рихтера, уже Win2000 была сделана так, чтобы использовалась многопроцессорность. Она может каждой задаче выделять отдельный проц, а можно програмно привязать такой-то проц такой то задаче. Пускай ещё почитает про UMA например, которая используется в ядре линуха 2.6, которая поддерживает очень большое кол-во процов. Так что в осях это уже давно.

 

Ultrin Faern
возьмем 1 проц с 2 ядрами - пусть в данный момент суммарно работает 40 программ. в этом случае можно сказать со 100% уверенностью, что 2 программы из этих 40 работают ОДНОВРЕМЕННО, будучи исполняемыми на разных ядрах? имеется ввиду, что мы работаем под мега-сувременной операционкой, поддерживающей все эти фичи, допустим на висте-дристе.

теперь возьмем 2 проца на одном компутере, та же виста-дриста -- здесь в корне ситуация меняется, я правильно понял? как здесь будет обстоять дело тогда, поясните, плиз.

нет, про это и речи не было. препод лишь интересовался, как на той же висте-дристе увидеть, что реально неск. программ выполняются одновременно (в эпоху многоядерности и многопроцессорности).

и еще вопрос -- со стороны программиста при написании программы можно ли учесть все прелести многоядерности и многопроцессорности сегодняшних компутеров? для этого нужно лезть в дебри системного программинга под конкретную операционку, которая все это поддерживает, я верно все понимаю?

Ultrin Faern
хы, а если у нас 2 отдельных процессора на борту и компутер работает под сувременной операционкой. как здесь дело будет обстоять?

благодарю за разъяснения, потихоньку пролевается свет)

 

С точки зрения ОС нет разницы между одним двухъядерным ЦП и двумя одноядерными. И в том и в другом случае ОС "видит" два ЦП и раскидывает контексты между ними в соответствии с логикой шедуллера.

При программировании под несколько ядер/ЦП (т.н. многопточные приложения) есть нюансы. Можно распараллеливать руками, Win32 API, и т.п., а можно взять что-нибудь типа Intel Threading Building Blocks и оно "почти само" распараллелится. Современные компиляторы также иногда умеют автоматом распаралелливать программу.

 

flankerx
да, это именно то, что я и хотел узнать. теперь картина прояснилась.

осталось выяснить, как с позиции пользователя увидеть, на каком проце программа работает, если это возможно увидеть, ессно. В венде Task Manager, в частности, не отображает этой инфы.

 

Запусти несколько виндраров на запаковку фильмов и посмотри как будет
распределяться время разных цп, а потом аффинити-маску поменяй винрарам и сравни.

 

В истинном смысле параллельно может выполняться столько потоков, сколько логических процессоров имеется в системе. Например, мой основной рабочий компутер -- старый двухпроцессорный Xeon. Физически у меня есть два процессора (две отдельных микросхемы), у каждой по одному ядру, но каждое ядро поддерживает Hyper Threading. В результате с точки зрения ОС у меня четырёхпроцессорная машина, и параллельно поэтому может выполняться четыре потока. Если бы вместо моих древних Ксеонов стояли бы новейшие четырёхъядерные, у меня в результате было бы 16 логических процессоров (2 физических процессора * 4 ядра в каждом * 2 логических процессора в каждом ядре за счёт Hyper Threading).

 

ну не совсем параллельно
у HT ядра 2 состояния (каждое включает в себя уникальный набор регистров общего назначения, MSR регистров и т. д) но одно устройство выполнения (Execution Engine)

 

Да возможно.
Есть даже такое понятие как аффинитет (сродство) процесса к какому либо ядру.

В теории можно прописать для одной проги афинитет на 1 ядро а для другой на 2 ядро.
И каждая из прог будет работать на своем ядре.

 

Если не указан аффинитет то ОС вольна в выборе ядра для любого из процессов.

Более того она может "перебрасывать" работающий процесс с одного ядра на другой.
Т.е. фактически ОС может балансировать загрузку ядер в зависимости от условий.

 

rei3er

С точки зрения ОС -- полностью параллельно. Кроме того, у процессорного ядра не одно, а несколько исполнительных устройств, и сильно подозреваю, что оба потока, выполняемых за счёт HT, будут действительно работать параллельно, если им нужны разные исполнительные устройства. Вот если обоим потребуется обратиться к одному и тому же -- тогда один из потоков пропустит энное количество тактов. Хотя утверждать не буду: в интеловскую документацию по ентому поводу не вникал, тестировать не тестировал

 

Нет, нельзя так сказать. ЧТо есть программа? Практически это процесс. Что такоепроцесс? прроцесс - это несколько потоков, которые уживаются в одном виртуальном адресном пространстве. Так вот, винда квантует потоки, но никак не процессы. Процесс это нечто полуабстрактное. Соответственно получается, что теоретически одновременно могут исполняться 2 потока на одном проце с двумя ядрами. Эти потоки могут принадлежать как одному процессу, так и 2м различным процесссам. Кроме того, Оба ядра проца используют одно физическое адресное пространство, в котором могут размещаться необходимые обеим потокам ресурсы. Но эти ресурсы могут быть закрыты для одновременного доступа. Естессно в работу включаются взаимные блокировки(префикс lock). Отседова вывод, что одновременное исполнение может быть только у хорошо подготовленных потоков.

 

угу, сейчас нашел статью Криса про все это дело. многое прояснилось.

 

разве "* 2 логических процессора в каждом ядре за счёт Hyper Threading)."? В детали не вникал, но венда в соседней комнате на Core 2 Quad видит ровно четыре процессора. Я, конечно, попробую воткнуть линь и посмотреть что он скажет, но всё-таки не думаю, что "процессоров" в системе станет больше четырёх.

 

SII

скажем так, в общем случае физически не параллельно
под Execution Engine я подразумевал комплекс исполнительных устройств (компоненты АЛУ, MMU, ...)
r90

а что, ядра C2Q поддерживают HT?

 

нет, интел отказался от HT в новой архитектуре core2 ибо были серьезные проблемы с перезагрузкой конвеера. Проще сделать два полноценных ядра чем возится с псевдомногоядерностью.

 

ну вот
значит r90 никак не получит > 4 ядер

 

... тем более что толку от нее не много !