CPU空閒時在忙什麼?你知道嗎?關於這個問題小編整理的這篇文章，希望對大家有用，更多資訊請瀏覽應屆畢業生考試網!
如Duarte文中所述,阻止CPU消耗太多電量的一種方法是內建更長的時鐘週期(tick periods)。通過這種方式,CPU在喚醒之前需要度過更長的空閒時間,然後執行基本任務,接著再次睡眠。
什麼是空閒任務(idle task)?
空閒任務可能聽起來有點自相矛盾。關鍵是你要理解CPU既然通電,那麼就必須時刻不停地在運轉,即使他什麼正事也不幹。在哲學上對應的詞彙就是所謂的“忙等待”(busy waiting),本質是讓CPU不停地去計算某個條件,看看是否為true.
對於執行在x86晶片上的Windows來說,這個功能表現為暫停(HLT)指令,對應Windows的System Idle Process程序。Windows只有在某個CPU核心沒有合適的執行緒可執行時,才會呼叫idle空閒程序去執行。如果你檢視Windows系統的工作管理員,你會看到System Idle Process(系統空閒程序)大多數時候都顯示一個較高的使用百分比。和程序列表中的其他程序不同,空閒程序的值越高,代表CPU的工作量越小。設計HLT指令的目的是為了儘可能地減少電量消耗,並使 CPU 進入節能模式/狀態。
HLT的歷史
HLT(暫停)指令其實有很長的歷史——在第一顆8086處理器上就已經實現了,但早期作業系統並不支援它。老程式設計師可能會記得,曾經有一段時間,甚至連基本的 HLT 功能都總是不能按預期方式執行。回首過去的超頻年代,那時候CPU有一個基本的工具(utility)叫做 Rain(雨),用來實際地增加CPU的idle空閒時間(以及提升處理過程中的散熱和能耗)。隨著時間的流逝,我們可以看到硬體製造廠商和軟體開發者都變得越來越複雜。
這是Windows 8創新的一個方面——好吧,本質上只是嘗試創新——但卻產生了一些奇怪的結果。在預設情況下它允許在處理過程中有更長的間隔週期,但這也導致一些程式產生問題,如Google Chrome等程式為了更快地對使用者操作進行響應,會自動將時鐘頻率(tick rate)設定為作業系統所允許的最小值。這個BUG在新版程式中已經修復了,但仍可能減少某些Windows 8電腦的電池續航時間。
一顆 Intel 8086 CPU, 1978年。確實,當時CPU是很簡單的玩意兒—— 大約只有2萬個電晶體.
這確實是一個可以調節時鐘週期的地方,加上要支援沒有基於晶體定時器的系統,使微軟措手不及。在Windows8中,軟體通過混合作業系統時間記錄的方式來調整前端匯流排速度,就會導致錯誤的基準測試結果。這種行為在[Windows 10]中一直保持,儘管它只是一個小眾的問題——在作業系統產生錯誤的結果你必須調整系統前端匯流排的時鐘.
原來的那篇部落格主要討論的是桌面作業系統,race-to-idle是現代CPU架構的關鍵元件。AMD和英特爾每年都會發布新一代產品,還會經常推出更新,可能最高效能只提升那麼一點點,但通過更好的時鐘門控(clock gating)卻能顯著提高能量使用率並更快地進行節能模式切換.
