multithreading - 为什么拥有比核心更快的线程？

Question

我已经在多线程版本中实现了PageRank版本。我正在4核Q6600上运行它。当我运行它来创建4个线程时，我得到:

real    6.968s
user   26.020s
sys     0.050s

当我使用128个线程运行时，我得到:

real    0.545s
user    1.330s
sys     0.040s

这对我来说毫无意义。基本算法是求和:

所有线程对输入的子集求和；

同步；

然后，每个线程都会累积其他线程的部分结果；

主线程对所有线程的中间值求和，然后确定是否继续。

分析没有帮助。我不确定哪些数据会有助于理解我的代码-请问一下。

这真的让我感到困惑。

Answer 1

故意创建比处理器更多的线程是一种用于利用“备用周期”的标准技术，在这种情况下，线程被阻塞以等待某些事情(无论是I/O，互斥锁还是其他事情)，方法是为处理器提供一些其他有用的工作，以便做。

如果您的线程正在执行I/O，那么这是提高速度的有力竞争者:由于每个线程都在等待I/O，因此处理器可以运行其他线程，直到它们也对I/O都阻塞为止。准备好第一个线程的数据，等等。

加快速度的另一个可能原因是您的线程遇到了错误共享。如果您有两个线程在同一高速缓存行(例如，数组的相邻元素)上将数据写入不同的值，则这将阻塞CPU，同时来回传输高速缓存行。通过添加更多线程，可以降低它们在相邻元素上运行的可能性，从而减少错误共享的机会。您可以通过在数据元素上添加额外的填充来轻松地对此进行测试，以使它们各自的大小至少为64个字节(典型的缓存行大小)。如果您的4线程代码加快了速度，那就是问题所在。