멀티 코어 CPU 에너지 요구 사항 및로드 밸런싱

멀티 코어 CPU 시스템의로드 밸런싱에 관심이 있습니다. 여러 개의 코어와 함께 1 개의 CPU를 사용하는 경우 여러 코어의로드 균형을 조정하거나 단일 코어를 채우고 다른 코어를 유휴 상태로 두는 것이 에너지 효율이 더 높습니다.
기본 가정은 두 경우 모두 수행되는 작업량이 동시에 정확히 동일하다는 것입니다. 따라서 동일한 CPU에서 각각 25 %의로드로 4 개의 코어를 사용하거나 100 %의로드로 1 개의 코어를 사용하는 것이 더 효율적입니다.
100 %로드의 1 코어가 더 효율적이어야한다고 생각하지만 잘못되었을 수 있으므로이 문제에 대한 심각한 답변을 찾고있었습니다 (추측 없음).

IMO이 질문은 일반적인 경우에 대답 할 수 없습니다.

내 책상에는 새로운 코어 i7-980x 6 코어 TurboBoost 지원 CPU 중 하나가 있습니다. 이 머신에 단일 코어를로드하면 해당 코어의 클럭 속도가 향상되어 CPU의 전력 소비가 증가하므로 큰 차이가 발생합니다. 이 CPU와 다른 최신 CPU는 비활성 코어의 전원을 부분적으로 차단하여 전력 절감 효과를 높일 수 있습니다. 구형 CPU 모델에서는 그렇지 않습니다.

하나의 코어로 수행해야하는 작업은 여러 코어로 수행하는 작업과 반드시 ​​다를 것입니다. 여러 코어에로드를 분산 시킬 수 있는 경우 고가의 컨텍스트 스위치를 수행하는 단일 코어에 많은 추가 시간이 소요되고 성능이 저하 될 수 있습니다.

어쨌든 문제에는 너무 많은 변수가있어 실제로 대답 할 수 없습니다. 여러 가지 유형의 부하에 대해 계속 진행할 수 있으며, 답변을 얻기 위해 벤치마킹하려고 시도하는 사람은 다른 유스 케이스에는 적용되지 않는 사과 대 오렌지 비교를 (아마도 실수로) 수행하게됩니다.

아, 그리고 한가지 더. 대부분의 사람들은 아마 힘의 관점에서 효율성을 인용 할 것입니다 . 당신은 그 함정에 빠지고 싶지 않습니다. 로드를 처리하는 시간은로드 균형 조정 방법에 따라 달라 지므로 시간이 지남에 따라 결과를 통합 하여 작업을 완료하는 데 사용 된 순 에너지 양을 찾아야 신뢰할 수있는 결과를 얻을 수 있습니다.

오늘 이 컴퓨터 (Intel C2D T8100)와 lunatics installer 0.36의 최적화 된 SETI @ Home 애플리케이션을 사용하여 몇 가지 테스트를 수행했습니다 . 전력 소비량을 계산하기 위해 M $ Joulmeter 를 사용했습니다 . 소비 트리 시간을 측정했습니다. 먼저 BOINC가 100 % 코어와 100 % CPU 시간을 사용하고 1 시간 동안 실행되도록했습니다. 프로세서는 20W를 소비했으며 작업 관리자의 CPU 시간 그래프는 100 %로 평평했습니다. 내 컴퓨터의 평균 전력 소비는 45.05W이고 상승했으며 테스트 전력 소비를 중단 한 순간은 46.18W였습니다.

두 번째 테스트에서는 BOINC가 사용 가능한 코어의 50 %와 CPU 시간의 100 %를 차지하고 1 시간 동안 실행되도록 설정했습니다. CPU 전력 소비는 12W와 13W 사이에서 다양합니다. 평균 소비량은 42.72W로 증가했습니다. 테스트를 중단 한 순간 소비는 44W였습니다. 대상 코어의 CPU 시간 그래프를 플랫 라인으로 만들기 위해 프로그램의 선호도를 하나의 코어로 설정하고 우선 순위를 높게 설정했습니다. 다른 코어에 대한 그래프는 일반적인 CPU 시간 사용보다 다소 높았습니다.

세 번째 테스트에서는 BOINC가 사용 가능한 코어 100 %와 CPU 시간의 50 %를 사용하도록 설정했습니다. 전력 소비는 5W와 17W 사이에서 크게 증가했습니다. 1 시간의 테스트 후 평균 전력 소비는 39.96W로 떨어졌습니다. CPU 시간 그래프는 다음과 같이 변했습니다 /\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\. BOINC에서 사용하는 시간 단위의 크기 때문에 스파이크가 예상되었습니다.

따라서 전체로드에서 하나의 코어를 실행하는 것보다 절반로드로 실행되는 두 개의 코어를 사용하는 것이 더 효율적이라고 생각합니다.

그리고 네, 적절한 연구를 위해서는 더 많은 샘플이 필요하다는 것을 알고 있습니다. 그러나 당시에는 적절한 통계를 수행 할 충분한 컴퓨터 나 시간이 없습니다.

질문에 대한 답은 두 가지입니다. 벡터화가 가능한 병렬 코드를 실행하는 경우 여러 코어에 대한로드 밸런싱이 항상 더 효율적입니다. 코어는 한계에 도달 한 단일 코어보다 적은 열을 방출하는 낮은 부하에서 작동합니다. 반면에 코드를 병렬화 할 수없는 경우 코드 전체의 종속성으로 인해 발생하는 캐시 누락 수로 인해 여러 코어에서 코드를 실행하면 효율성이 떨어집니다. 그래도 열이 적게 발생하지만 단일 코어에서 실행하는 것보다 작업을 완료하는 데 시간이 더 오래 걸립니다.

귀하의 질문에 알 수없는 내용이 너무 많습니다. 시간 효율성 또는 에너지 효율성에 대해 질문하고 있습니까? 비 병렬 코드 또는 병렬 코드? 단일 작업 또는 평균 데스크탑 멀티 태스킹? 컴퓨터에 대해 월 $ 1000 이상의 에너지 요금이 있다면 걱정할 가치가 있습니다. 그렇지 않으면 문제를 해결할 가치가있을만큼 충분히 절약 할 수 없습니다. 이야기하는 것이 재미 있습니다. 그러나 심각한 문제가 발생하면 가장 좋은 대답은 몇 가지 다른 것을 시도하고 작동하는 것을보십시오.