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为 VirtualBox 分配更多“核心”真的有好处吗？

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为 VirtualBox 分配更多“核心”真的有好处吗？

我有一台 2.8 四核 i7，带有 VirtualBox。我可以选择为客户机分配最多 4 个核心，但我一直只分配了两个。为客户机分配更多核心有什么优点/缺点？顺便说一句，在运行两个客户机操作系统（Win 7 和 Ubuntu）时，我仍然能够在 Ultra 设置下玩星际争霸 2，BFBC2（我的压力测试器）也是如此。i7 对核心间不均匀负载有何反应？

答案1

您分配给虚拟机的“虚拟”核心可用于客户端操作系统中的多处理。如果您只为虚拟机分配一个核心，那么客户操作系统就没有机会在多个核心之间分配负载。让我们假设一些实际场景：

主机有 4 个 CPU，客户机分配 1 个 CPU

  • 运行 4 个物理核心的主机
  • VM 中的客户端操作系统分配了 1 个核心

在这种情况下，客户操作系统将只能使用一个核心。因此，如果您运行一个在多个核心上扩展性良好的多线程应用程序，它仍然只能在一个核心上运行。因此，客户操作系统上的所有线程都必须共享一个物理核心。

在此设置中运行完全加载 CPU 的客户操作系统将产生约 25% 的主机操作系统 CPU 负载（主机上加载的 4 个核心中的一个）。

当然，您仍然可以在主机操作系统中运行耗费 CPU 的任务并利用剩下的 3 个核心。

主机有 4 个 CPU，客户机分配有 4 个 CPU

  • 运行 4 个物理核心的主机
  • VM 中的客户端操作系统分配了 4 个核心

在这种情况下，您可以在客户虚拟机中运行可扩展的多线程应用程序，从而充分利用所有 4 个虚拟 CPU。VirtualBox 将使用 4 个物理核心来处理虚拟机中安排的任务，因此您的主机 CPU 负载最高可达到 100% 的使用率。

那么您应该选择什么设置？

这个问题的答案很大程度上取决于您想做什么。在某些情况下，将所有核心分配给虚拟机，甚至运行多个虚拟机，为每个虚拟机分配全部 CPU 数量，可能会很有用。在这种情况下，虚拟机可以充分利用主机的整个处理能力。如果分配给虚拟机的 CPU 数量多于实际物理存在的 CPU 数量，则虚拟机将受到不同虚拟机负载的影响。为了防止这种情况，您可以将一些核心专用于特定虚拟机。例如，在 4 核节点上运行 2 个虚拟机，每个虚拟机分配 2 个 CPU，可以帮助每个虚拟机获得 2 个专用 CPU（假设主机操作系统没有施加负载，这也会占用部分处理能力）。

将所有核心分配给虚拟机是否会对我的主机产生负面影响？

这同样取决于软件运行。如果您运行的是空闲的 VM（根本没有运行 CPU 密集型程序），则此 VM 施加的负载将接近 0%。如果所有 VM 都处于空闲状态，您甚至可以并行运行 10 个 VM，并且仍然会遇到接近 0% 的主机 CPU 负载。

CPU 在负载不均匀时会如何表现？

嗯，CPU 负载分配很大程度上取决于 OS 内置的特定组件，即调度程序。对于 Windows XP，调度程序会尝试轮流加载所有 CPU 核心。因此，在四核 CPU 上运行满负荷的单线程任务将使每个核心产生约 25% 的负载。
不幸的是，事实证明这对现代 CPU 电源管理不利。对于现代系统来说，如果一个核心在第二个核心参与之前就加载到 100%，这甚至是一个优势。原因是，只要负载不足以完全用完一个核心，其他核心就可以保持深度睡眠模式以节省能源并减少散热。

对于某些 CPU（如 Intel Core i-Series 和较新的 AMD（Bulldozer）），这更有趣，因为如果只使用部分内核，则未使用的内核将被关闭。这降低了 CPU 的功耗。两者（Intel 和 AMD）都开始使用热量和功耗预算，然后对处于活动状态的内核进行超频。因此，这可以提高单线程应用程序（无法分配给多个内核以并行执行任务）的性能。但是，当所有内核都处于活动状态时，大多数这些“提升”技术对处理能力的影响很小，因为“所有内核都处于活动状态”的情况正是 CPU 的设计目标。但是，当您关闭一些内核时，剩余的内核可以超频运行，而不会导致芯片比所有内核都处于活动状态时更热（或消耗更多电量）。

因此答案是，您的 core i7 可以很好地处理单核上的不均匀负载，甚至可以为单线程应用程序提供性能提升。但是，这种提升在几个百分点的范围内，而实际上，可以将负载分布在多个 CPU 内核上的多线程应用程序在最佳情况下可以按倍数提升（双核上为 2 倍，四核上为 4 倍……）。因此，就组合 CPU 功率而言，多线程总是比单线程结合时钟提升提供更多的功率。

答案2

在评论中别处VirtualBox 专家“mpack”写道：

在现实生活中，许多操作都是磁盘密集型或网络密集型的。只有少数操作是 CPU 密集型的。

您为虚拟机创建的核心越多，这些核心造成的开销就越大（由于上下文切换）。

在实践中，理想的选择通常是分配两个核心到每个虚拟机。

如果您需要全天运行 CPU 密集型任务（例如视频编码），请不要在虚拟机中运行这些任务。在主机操作系统上运行它们：它们在那里运行速度会更快。

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