language-agnostic - 单线程/核心上的并行如何可能？

Question

现代编程语言为用户提供了一流的并行机制和并发机制。我了解并行算法是如何编程的，并且可以很好地想象多核CPU上的两个线程如何并行运行。

然而，大多数这些平台还支持在单个线程上运行并行进程。

• 这些进程真的并行运行吗？
• 如何在程序集级别上在单个线程上同时执行两个不同的例程？

Answer 1

TLTR； :在单个非超线程 CPU 内核上并行(真正同时执行的意义上)是不可能的。

<小时/>

硬件(<- 编辑)并行性可以在多个级别上实现。按粒度递减排序:

1. 多主机
2. 多处理器
3. 多核
4. 多线程(“超线程”，即“HT”)(编辑:我自愿忽略矢量化计算的情况，其中多个 ALU 可以由同一核心驱动)

您的问题涉及在情况 3(如果 HT 不可用/禁用)或情况 4 中运行两个软件线程。

• 在这两种情况下，进程实际上并不并行运行。由于在 CPU 级别执行极快的上下文切换，用户会产生同时性的印象，这往往会按顺序将物理核心(或线程)时间分配给一个或另一个软件线程

• 在这两种情况下，这些例程并不是同时执行，而是按顺序执行

分配给这 2 个例程中每一个例程的相对优先级可以通过您赋予进程的“优先级”在各种操作系统上设置，该优先级将由操作系统的调度程序处理，进而分配 CPU 时间。

HTH。

要执行测试以更好地理解此主题，您可能需要在 google 上搜索“cpuaffinity”。这将让您在多核 CPU 的一个物理单核上运行一个双线程进程，并对每个线程所花费的时间进行计时，同时修改它们的优先级等...