在虚拟机中运行多线程渲染软件时，我们遇到了令人不快的性能问题。
我们在 VirtualBox 4.0.10_Debianr72436 中运行 Kubuntu 12.04，该程序在 Debian（6.0.6、2.6.32-5-amd64）计算服务器中无头运行。它具有 2*6 核 Intel Xeon X5660 处理器，具有超线程和大约 64GB 的运行内存。我们通过 TigerVNC Viewer for X 版本 1.1.0 连接到虚拟机。虚拟机当前设置为使用所有 24 个核心，但当配置为较低数量（例如 12 个）时，可以观察到下面描述的问题。
问题：
当我们只使用一个渲染线程运行渲染器时，其运行速度与我们在其他机器（Intel Core 2 Duo MacBooks）的 metal 上直接运行的速度相当。但是，随着我们增加工作线程的数量，它只会稍微加快速度（与 1/n 相差甚远），并且在大约 5 个线程时，它实际上开始变慢。从 8 个线程开始，它甚至比单线程应用程序还慢。当渲染器直接在我们的 MacBooks 的 metal 上运行时，无论您指定运行多少个线程，都不会出现问题。例如，双核 CPU 上的 16 个线程的运行速度与双线程实例一样快。
然后，我们尝试并行运行渲染器的多个单线程实例，结果令人惊讶。当我们运行 4 个实例时，一切正常 - 它们的运行速度与一个实例相似，但当我们运行 6 个实例时，它们的速度全部减慢了约 50%！
我们还尝试运行另一个渲染器 (pbrt v.2)，以测试其他渲染器的表现以及它们的结果是否更好。它可以很好地扩展到 13 个线程，但随后速度也会变慢（但不如我们的软件慢）。
我们的渲染器是用 Objective C 结合 C 和汇编语言编写的。我们在代码中使用 XADD 和 CAS 操作来访问共享数据。我们强烈怀疑这两个操作可能是问题的根源。对此有什么想法吗？
顺便说一句：由于服务器策略，我们无法安装 Obj-C 运行时和其他所需库并直接在金属上运行我们的软件。
VM 配置摘录：
- 内存大小：4000MB
- 页面融合：关闭
- VRAM 大小：12MB
- HPET：关闭
- 芯片组：piix3
- 固件： BIOS
- CPU 数量：24
- 合成 CPU：关闭
- CPUID 覆盖：无
- ACPI：开启
- IOAPIC：开启
- PAE：关闭
- 时间偏移：0 毫秒
- RTC：UTC
- 硬件 virt.ext: 开启
- 硬件 virt.ext 独占：关闭
- 嵌套分页：开启
- 大页面：开启
- VT-x VPID：开启
- 3D 加速：关闭
- 2D 视频加速：关闭
- 添加运行级别：2
- 配置的内存气球大小：0 MB
答案1
我在这里随便说说...在 GUI 上，右键单击 Kubuntu 实例并在它未运行时选择设置。检查您的 CPU 是否在那里受到限制。您可能希望查看系统如何响应选择 20 或 22 个 CPU 而不是 24 个，以减轻虚拟机和主机之间的资源竞争。然后尝试运行一个具有 20 个线程的单个实例。我希望看到机器上的 CPU 在 20 个核心上达到峰值，其余 4 个核心在尝试跟上时也会增加到 100%。除了您的虚拟机之外，您还在这台机器上运行其他应用程序吗？