超线程SMT究竟可以快多少？(AMD Ryzen版 )

Posted 2021-11-06 宋宝华

昨天我们用Intel I9的10核，每个核2个threads的机器跑了内核的编译:

超线程SMT究竟可以快多少？

今天，我换一台机器，采用AMD Ryzen。 

默认情况16核，每个核2个threads，共32个CPUs：

下面编译内核：

大约需要53秒。记得昨天用Intel I9 10核20线程需要2分钟30秒左右。

再来一遍：

这说明make clean, drop_caches后时间也差不多。51秒，53秒左右的正常抖动范围。

现在我们关闭smt，只保留16个CPU：

具体的关闭方法就是：

sudo sh -c 'echo off > /sys/devices/system/cpu/smt/control'

这样只剩下16个CPU，下面来编译：

时间57秒，相对于51、53秒，速度下降不到10%。

这说明超线程SMT对编译内核这个workload的性能的提升绝对没有达到100%，甚至都没有达到10%。

我们现在重新开启超线程：

sudo sh -c 'echo on > /sys/devices/system/cpu/smt/control

看一下哪个CPU和哪个CPU是thread sibling：

看起来CPU0和CPU16是一对，CPU1和CPU17是一对,依次类推。

刚才我们关闭SMT是把CPU16-CPU31全关了，只留下每对里面的1个CPU，也就是留下了CPU0-CPU15。

在开启SMT的时候（假设蓝色和红色是一个CORE里面的两个CPU）：

在关闭SMT的时候，等于每对里面只留1个CPU：

现在我们换一种关法，一对对关，只留下8对，也就是8个core：

指令如下：

实现效果如下：

再重新编译内核：

现在耗时是1分21秒，相对于所有CPU全开，下降了很多，时间增大了59%，当然没有达到2倍。

再想想昨天的Intel I9，关闭5个完整核耗时是3分10秒，全开10核是2分30秒，Intel一半核工作和所有核同时工作的差距远不如AMD那么明显。

所以可以看出，就内核编译这个workload而言，AMD的16core相对于8core，性能的scale会更加成正比。当然AMD开关SMT，对内核编译这个workload而言，影响小于10%，而Intel I9的影响有14%。

很多童鞋昨天留言，说编译内核有一定的IO bound，另外提到link阶段是单线程，还有的童鞋说是Intel Turbo的影响，这些我们都认为是有一定道理的。但是，我始终坚信，profiling是检验猜想的唯一标准，后面有空再写一篇文章来profiling一些究竟是为什么。

这到底是为什么？牙膏厂的多核scalability究竟是不是骗纸？还是按摩店的部分核没有Intel部分核的威猛模式？「元芳，你怎么看？」