Windows 处理器亲和性如何与超线程 CPU 配合使用？让我们使用一个具有四个内核的系统作为示例（如图所示），每个内核都有一个超线程虚拟内核。
- 下面的每个“CPU”对应哪些核心？
- 下面的 CPU 6 和 CPU 7 是否代表一个核心；HT 和真正的核心？
- 例如，如果 CPU 6 代表真实核心，而 CPU 7 代表 HT 核心，那么仅分配给 CPU7 的线程是否只会获得真实核心的剩余资源？（假设核心正在运行其他任务）
- 超线程是否完全在处理器内部管理，以便线程在内部进行处理？如果是这样，是在 CPU 范围还是核心范围？示例：如果 CPU 6 和 7 代表一个核心，那么将进程分配给哪个核心是否无关紧要，因为 CPU 会根据情况为正在运行的线程分配资源？
- 我注意到，至少根据任务管理器显示，长时间运行的单线程进程在核心之间来回切换。这是否意味着将进程分配给单个核心会稍微提高性能（通过避免上下文切换和缓存失效等）？如果是这样，我是否可以知道我没有分配给“只是一个虚拟核心”？
对我来说，这一切都非常模糊和令人困惑。HT 很棒，但它似乎确实降低了资源分配的透明度。
答案1
下面的每个“CPU”对应哪些核心？
假设我们有核心 1、2、3 和 4，CPU4 和 CPU5 代表核心 3。
下面的 CPU 6 和 CPU 7 是否代表一个核心；HT 和真正的核心？
两者之间没有区别——它们都有到 CPU 的物理硬件接口，逻辑接口是用硬件实现的（参见英特尔酷睿处理器数据表，第 1 卷了解详情）。基本上，每个核心都有两个独立的执行单元，但它们之间共享一些公共资源。这就是为什么在某些情况下超线程实际上会降低性能。
例如，如果 CPU 6 代表真实核心，而 CPU 7 代表 HT 核心，那么仅分配给 CPU7 的线程是否只会获得真实核心的剩余资源？（假设核心正在运行其他任务）
参见上文。仅分配给 CPU6 或仅分配给 CPU7 的线程将以完全相同的速度执行（假设线程执行相同的工作，并且处理器中的其他核心处于空闲状态）。Windows 了解启用 HT 的处理器，进程调度程序会考虑这些因素。
超线程是否完全在处理器内部管理，以便线程在内部进行处理？如果是这样，是在 CPU 范围还是核心范围？示例：如果 CPU 6 和 7 代表一个核心，那么将进程分配给哪个核心是否无关紧要，因为 CPU 会根据正在运行的线程分配适当的资源？
两者都有。实际的硬件本身不是调度在哪些核心上运行程序，这是操作系统的工作。然而，CPU 本身负责在实际执行单元之间共享资源，英特尔规定了如何编写代码以使此过程尽可能高效。
我注意到，至少根据任务管理器显示，长时间运行的单线程进程在核心之间来回切换。这是否意味着将进程分配给单个核心会稍微提高性能（通过避免上下文切换和缓存失效等）？如果是这样，我是否可以知道我没有分配给“只是一个虚拟核心”？
这是正常的行为，不，将它分配给单个核心将不是提高性能。话虽如此，如果出于某种原因您想确保单个进程仅在单个物理核心上执行，请将其分配给任何单个逻辑处理器。
进程“反复”的原因在于进程调度程序。这是正常现象，通过限制进程可以在哪些核心上执行（无论有多少线程），您很可能会遇到性能下降的情况，因为进程调度程序现在必须更加努力地工作，才能让所有事情都按照您施加的限制运行。是的，在大多数情况下，这种惩罚可能微不足道，但最重要的是除非你有理由这么做，否则不要！
答案2
CPU 布局应该这样组织，以便无法识别所有 CPU 的操作系统获得最大性能。这意味着每个物理核心的一个虚拟核心将先列出，然后是任何物理核心的第二个虚拟核心。
例如，假设您有四个超线程核心，分别称为 A、B、C 和 D。如果假设 A 和 B 共享一个 L2 缓存，而 C 和 D 共享一个 L2 缓存，则顺序应如下：
0=A1 1=C1 2=B1 3=D1 4=A2 5=C2 6=B2 7=D2
这样，只占用两个 CPU 的操作系统就可以使用所有 L2 缓存。同样，只占用四个 CPU 的操作系统就可以使用所有执行单元。
再说一遍，事情本来就该如此。
当然，如果您使用的操作系统能够理解您的 CPU 拓扑，那就没关系了。BIOS 会填写一个表格，说明哪些核心共享执行单元、哪些核心共享缓存等等。您可能使用的每个完全支持您的 CPU 的现代操作系统都了解完整的 CPU 拓扑。
答案3
- 它们如何对应取决于您的 CPU 和主板如何枚举和识别核心。应该发生的是，首先枚举物理插槽，然后是逻辑核心，最后是虚拟核心。在您的例子中，核心 0-3 应该是物理核心，而 4-7 应该是虚拟 HT 核心。这样做的主要原因是，如果您运行的操作系统无法处理所有可用的执行单元，则最有可能先获得最独立的单元，然后再获得共享单元。如果假设的仅 2-CPU 操作系统在您的系统中找到 HT 对而不是 2 个不同的核心，那就不好了。（在内核调度程序可以为新 CPU 更新之前，这对于一些早期的 HT 系统来说是一个真正的问题。）
- 否。请参阅 1。
- 不。HT 比这更复杂。请记住，两个虚拟核心通常共享一些资源，而其他部分则分开，但一次只能执行其中一个。
- 有点。您的示例（假设）通常是正确的。但是，如果应用程序可以知道其运行的工作负载类型，它可以帮助操作系统适当地调度线程。
- 核心跳跃有一个非常好的理由：分散热工作负载。鉴于在许多情况下，所有核心共享更高级别的缓存（L2、L3），核心跳跃不会对性能产生重大影响，但热影响将很大，因为您不会在一个核心上出现“热点”，而其他核心则处于空闲状态。现在，在多插槽系统（特别是 NUMA 系统）中跨插槽可能会对性能产生重大影响。不过，大多数调度程序都意识到了这一点，并考虑到了这一点。
最终，这可以归结为，除了确保您运行的是了解系统中各个位的最新操作系统之外，您（作为最终用户）通常无法通过线程亲和性来显著影响性能。
如果发现手动分配亲和力对任何工作负载有重大影响，请将其作为错误报告给应用程序开发人员，以便程序能够得到修复。