虚拟核心（超线程）的两个线程可以运行不同的操作系统进程吗？

Posted 2023-02-21

【中文标题】虚拟核心（超线程）的两个线程可以运行不同的操作系统进程吗？

【英文标题】：Can the two threads of a virtual core (hyperthreading) be running different OS processes?

【发布时间】：2017-06-11 02:04:45

【问题描述】：

我从另一个答案 (Performance difference for multi-thread and multi-process) 中找到以下引用：

接下来，您可以拥有“超线程”的 CPU，它可以运行（在 至少）一个核心上的两个线程非常快速 - 但不是进程（因为 “超线程”线程不能使用不同的地址空间） -- 又一个线程可以在性能方面取胜的例子。

这是准确的吗？一个虚拟核心（超线程）的两个线程不能运行不同的操作系统进程？

在超线程机器上，如果我的程序架构使用“主管”进程使用套接字与之通信的“工作”进程，那么通过将这些工作进程移动到主管进程中，我可能会看到性能提升：线程（保持套接字和其他所有内容相同）？

【参考方案1】：

问题的第一部分可以快速回答，如果相同，您可以在系统上进行测试。

在我的带有英特尔 CPU 的旧 Windows 系统上，我可以通过任务管理器将不同程序（或进程）的关联设置到内核的 2 个 HT 中的每一个上，看看它们实际上都会在那里运行。

关于工人和主管的第二个问题，通过让他们处于同一进程中，您可以获得小的性能提升（至少在 Linux 上）。这是因为当您进行任务切换时，您还需要设置页表（intel CR3-register），并且在任务切换期间代码看起来像这样：

if (newProcess != oldProcess)
  CR3 = new page table

设置 CR3 有效地使 TLB 无效，因为页表不同。结果是 CPU 必须执行页表遍历才能找到正确的翻译。在 64 位 cpu 上，页面遍历通常需要 5 次内存遍历，成本从 5*TLB 2 访问（每个 ~3 个周期）到 5 * 内存访问（每个 ~300 个周期）不等。