- Перевод
Та метрика, которую мы называем «загрузкой процессора» на самом деле многими людьми понимается не совсем верно. Что же такое «загрузка процессора»? Это то, насколько занят наш процессор? Нет, это не так. Да-да, я говорю о той самой классической загрузке CPU, которую показывают все утилиты анализа производительности - от диспетчера задач Windows до команды top в Linux.
Вот что может означать «процессор загружен сейчас на 90%»? Возможно, вы думаете, что это выглядит как-то так:
А на самом деле это выглядит вот так:
«Работа вхолостую» означает, что процессор способен выполнить некоторые инструкции, но не делает этого, поскольку ожидает чего-то - например, ввода-вывода данных из оперативной памяти. Процентное соотношение реальной и «холостой» работы на рисунке выше - это то, что я вижу изо дня в день в работе реальных приложений на реальных серверах. Есть существенная вероятность, что и ваша программа проводит своё время примерно так же, а вы об этом и не знаете.
Что это означает для вас? Понимание того, какое количество времени процессор действительно выполняет некоторые операции, а какое - лишь ожидает данные, иногда даёт возможность изменить ваш код, уменьшив обмен данных с оперативной памятью. Это особенно актуально в нынешних реалиях облачных платформ, где политики автоматического масштабирования иногда напрямую завязаны на загрузку CPU, а значит каждый лишний такт «холостой» работы стоит нам вполне реальных денег.
Что же такое загрузка процессора на самом деле?
Та метрика, которую мы называем «загрузкой процессора» на самом деле означает нечто вроде «время не-простоя»: то есть это то количество времени, которое процессор провёл во всех потоках кроме специального «Idle»-потока. Ядро вашей операционной системы (какой бы она ни была) измеряет это количество времени при переключениях контекста между потоками исполнения. Если произошло переключение потока выполнения команд на не-idle поток, который проработал 100 милисекунд, то ядро операционки считает это время, как время, потраченное CPU на выполнение реальной работы в данном потоке.Эта метрика впервые появилась в таком виде одновременно с появлением операционных систем с разделением времени. Руководство программиста для компьютера в лунном модуле корабля «Апполон» (передовая на тот момент система с разделением времени) называла свой idle-поток специальным именем «DUMMY JOB» и инженеры сравнивали количество команд, выполняемых этим потоком с количеством команд, выполняемых рабочими потоками - это давало им понимание загрузки процессора.
Так что в этом подходе плохого?
Сегодня процессоры стали значительно быстрее, чем оперативная память, а ожидание данных стало занимать львиную долю того времени, которое мы привыкли называть «временем работы CPU». Когда вы видите высокий процент использования CPU в выводе команды top, то можете решить, что узким местом является процессор (железка на материнской плате под радиатором и кулером), хотя на самом деле это будет совсем другое устройство - банки оперативной памяти.
Ситуация даже ухудшается со временем. Долгое время производителям процессоров удавалось наращивать скорость их ядер быстрее, чем производители памяти увеличивали скорость доступа к ней и уменьшали задержки. Где-то в 2005-ом году на рынке появились процессоры с частотой 3 Гц и производители сконцентрировались на увеличении количества ядер, гипертрейдинге, много-сокетных конфигурациях - и всё это поставило ещё большие требования по скорости обмена данных! Производители процессоров попробовали как-то решить проблему увеличением размера процессорных кэшей, более быстрыми шинами и т.д. Это, конечно, немного помогло, но не переломило ситуацию кардинально. Мы уже ждём память большую часть времени «загрузки процессора» и ситуация лишь ухудшается.
Как же понять, чем на самом деле занят процессор
Используя аппаратные счетчики производительности. В Linux они могут быть прочитаны с помощью perf и других аналогичных инструментов. Вот, например, замер производительности всей системы в течении 10 секунд: # perf stat -a -- sleep 10
Performance counter stats for "system wide":
641398.723351 task-clock (msec) # 64.116 CPUs utilized (100.00%)
379,651 context-switches # 0.592 K/sec (100.00%)
51,546 cpu-migrations # 0.080 K/sec (100.00%)
13,423,039 page-faults # 0.021 M/sec
1,433,972,173,374 cycles # 2.236 GHz (75.02%)
Ключевая метрика здесь это "количество инструкций за такт
" (insns per cycle: IPC), которое показывает, сколько инструкций в среднем выполнил процессор на каждый свой такт. Упрощённо: чем больше это число, тем лучше. В примере выше это число равно 0.78, что, на первый взгляд кажется не таким уж плохим результатом (78% времени выполнялась полезная работа?). Но нет, на этом процессоре максимально возможным значением IPC могло бы быть 4.0 (это связано со способом получения и выполнения инструкций современными процессорами). То есть наше значение IPC (равное 0.78) составляет всего 19.5% от максимально возможной скорости выполнения инструкций. А в процессорах Intel начиная со Skylake максимальное значение IPC уже равно 5.0.
В облаках
Когда вы работаете в виртуальном окружении, то можете и не иметь доступа к реальным счетчикам производительности (это зависит от используемого гипервизора и его настроек). Вот статья о том, как это работает в Amazon EC2 .Интерпретация данных и реагирование
Если у вас IPC < 1.0 , то я вас поздравляю, ваше приложение простаивает в ожидании данных от оперативной памяти. Вашей стратегией оптимизации производительности в данном случае будет не уменьшение количества инструкций в коде, а уменьшение количества обращений к оперативной памяти, более активное использование кэшей, особенно на NUMA-системах. С аппаратной точки зрения (если вы можете на это влиять) будет разумным выбрать процессоры с большими размерами кэшей, более быструю память и шину.Если у вас IPC > 1.0 , то ваше приложение страдает не столько от ожидания данных, сколько от чрезмерного количества выполняемых инструкций. Ищите более эффективные алгоритмы, не делайте ненужной работы, кэшируйте результаты повторяемых операций. Применение инструментов построения и анализа Flame Graphs может быть отличным способом разобраться в ситуации. С аппаратной точки зрения вы можете использовать более быстрые процессоры и увеличить количество ядер.
Как вы видите, я провёл черту по значению IPC равному 1.0. Откуда я взял это число? Я рассчитал его для своей платформы, а вы, если не доверяете моей оценке, можете рассчитать его для своей. Для этого напишите два приложения: одно должно загружать процессор на 100% потоком выполнения инструкций (без активного обращения к большим блокам оперативной памяти), а второе должно наоборот активно манипулировать данным в ОЗУ, избегая тяжелых вычислений. Замерьте IPC для каждого из них и возьмите среднее. Это и будет примерная переломная точка для вашей архитектуры.
Что инструменты мониторинга производительности на самом деле должны показывать
Я считаю, что каждый инструмент мониторинга производительности должен показывать значение IPC рядом с загрузкой процессора. Это сделано, например, в инструменте tiptop под Linux:Tiptop - Tasks: 96 total, 3 displayed screen 0: default PID [ %CPU] %SYS P Mcycle Minstr IPC %MISS %BMIS %BUS COMMAND 3897 35.3 28.5 4 274.06 178.23 0.65 0.06 0.00 0.0 java 1319+ 5.5 2.6 6 87.32 125.55 1.44 0.34 0.26 0.0 nm-applet 900 0.9 0.0 6 25.91 55.55 2.14 0.12 0.21 0.0 dbus-daemo
Другие причины неверной трактовки термина «загрузка процессора»
Процессор может выполнять свою работу медленнее не только из-за потерь времени на ожидание данных из ОЗУ. Другими факторами могут быть:- Перепады температуры процессора
- Вариирование частоты процессора технологией Turboboost
- Вариирование частоты процессора ядром ОС
- Проблема усреднённых расчётов: 80% средней загрузки на периоде измерений в минуту могут не быть катастрофой, но могут и прятать в себе скачки до 100%
- Спин-локи: процессор загружен выполнением инструкций и имеет высокий IPC, но на самом деле приложение стоит в спин-локах и не выполняет реальной работы
Выводы
Загрузка процессора стала сегодня существенно недопонимаемой метрикой: она включает в себя время ожидания данных от ОЗУ, что может занимать даже больше времени, чем выполнение реальных команд. Вы можете определить реальную загрузку процессора с помощью дополнительных метрик, таких, как количество инструкций на такт (IPC). Значения меньшие, чем 1.0 говорят о том, что вы упираетесь в скорость обмена данными с памятью, а большие - свидетельствуют о большой загруженности процессора потоком инструкций. Инструменты замера производительности должны быть улучшены для отображения IPC (или чего-то аналогичного) непосредственно рядом с загрузкой процессора, что даст пользователю полное понимание ситуации. Имея все эти данные, разработчики могут предпринять некоторые меры по оптимизации своего кода именно в тех аспектах, где это принесёт наибольшую пользу.Загрузка центрального процессора является одной из самых распространенных и сложных проблем. 100% работ процессора отбирают непонятные службы и процессы. Это делает использование компьютера крайне сложным. Почему так происходит? Попробуем разобраться…
Обладатели персональных компьютеров спустя какое-то время после непрерывного использования устройства наблюдают ухудшения в работе, задержку в реакции и другие проблемы. К наиболее распространенным причинам, которые могут привести к таким проблемам, можно отнести полную загрузку процессора непонятыми запущенными процессами. Самый простой способ в данном случае – перезагрузить компьютер. В некоторых случаях данное действие может принести эффект. Можно также порекомендовать переустановить систему, но это уже крайний метод, который относится к стандартным рекомендациям.
Распространенные причины увеличения нагрузки на ЦП
Пользователей, которых по-настоящему волнует данный вопрос, очень много. Все они ищут способ решить данную проблему без использования радикальных мер. Прежде всего, необходимо разобраться с причиной, которая могла привести к возникновению данной проблемы. Можно обратиться за помощью к специализированным форумам. Там довольно часто обсуждаются вопросы, связанные с таким поведением компьютера. Можно выделить несколько наиболее распространенных случаев:
— нарушения в функционировании системы;
— перегрев процессора;
— недостаточное охлаждение.
Как выявить проблему?
Чтобы определить причину загрузки процессора на 100%, необходимо выполнить некоторые диагностические процедуры. Когда причина будет установлена, необходимо будет выполнить ряд действий для ее устранения. Далее будет подробно описано, что необходимо делать в каждом конкретном случае.
Как определить программу, которая нагружает процессор?
Прежде всего, если компьютер вдруг стал плохо реагировать на команды и подтормаживать, нужно открыть диспетчер задач. Для выполнения данного действия можно использовать комбинации клавиш Ctrl+Alt+Del или Ctrl+Shift+Esc. Можно также вызвать в панели задач контекстное меню и найти соответствующий пункт. В открывшемся окне необходимо выбрать подробное представление. Появятся вкладки, среди которых необходимо выбрать «Процессы». В данной вкладке необходимо посмотреть, когда происходит загрузка процессора на 100%.
Во вкладке будет отображен полный список всех процессов, запущенных в системе в данный момент времени. Все они по умолчанию отсортированы в алфавитном порядке. Чтобы определить процесс, который мог вызвать проблемы, нужно выбрать столбец с загрузкой ЦП. Иногда бывает так, что довольно массивная программа, которая требует значительных затрат ресурсов, корректно не выгружается после закрытия. В итоге даже после ее закрытия в работе может остаться множество процессов, и нагрузка на процессор, соответственно останется. Чтобы решить проблему, достаточно нажать на кнопку «Снять задачу».
В данном случае может также подействовать перезагрузка системы, что и рекомендовалось сделать в начале статьи. Во время перезагрузки как раз и происходит снятие всех задач. Кроме того, при этом освобождаются дополнительные ресурсы, самостоятельно которые можно не заметить. В перечне процессов могут оказаться неизвестные, которых ранее не было. Такие процессы также могут оказывать влияние на загрузку системы. Подобное поведение характерно для вирусов. По этой причине хорошо знать названия и характеристики всех процессов, которые работают в системе. Так вы сможете периодически проверять список запущенных процессов на предмет подозрительной активности.
Сбои в работе системы
Ранее описанный метод не позволяет точно определить причину, по которой процессор загружается на 100%. Что предпринять в данном случае? В диспетчере задач часто можно увидеть ситуацию, когда вся нагрузка приходится на пункт «Бездействие системы». Снять задачу в этом случае не получится. Рекомендуется запустить утилиту, которую бесплатно распространяет корпорация Microsoft. Утилита Process Explorer позволяет получить расширенную информацию, показанную в диспетчере задач. В данном случае загрузка процессора на 100% может возникать из-за системных прерываний. В программе они обозначаются как Interrupts. Сложно сказать, в чем заключается причина подобного поведения, если не перейти к решительным действиям.
Что может нагружать процессор?
К такой проблеме нередко приводят некорректно описанные драйверы. Чтобы выявить данную проблему, необходимо загрузить систему в безопасном режиме. Если после этого процессор не будет испытывать прежней нагрузки, то скорее всего проблема заключается именно в драйверах. В данном случае необходимо искать новые версии, которые предоставляются непосредственно производителем ноутбука или компьютера. Также к подобным проблемам могут привести вирусы в системе.
В данном случае необходимо просканировать компьютер при помощи антивирусного программного обеспечения. Также загрузка ЦП на 100% может возникнуть в результате проблем с подключенными устройствами. Как быть в этом случае? Можно дать один простой совет: просто отключите все от компьютера, оставьте только минимальный набор, состоящий из монитора, мыши и клавиатуры. Загляните в диспетчер устройств и проверьте его на предмет наличия проблем. Если данные рекомендации не помогут решить проблему, то придется выполнять переустановку операционной системы. Хорошо, если имеются точки отката для восстановления до того момента, когда система функционировала нормально.
Перегрев и скопление пыли
Иногда определить причину, по которой процессор загружен на 100%, можно по громкой работе кулера и повышенной температуре процессора. Данные признаки, как правило, свидетельствуют о том, что ноутбук или компьютер пора очистить от скопившейся пыли.
Когда ваш комп тормозит, это мягко говоря не очень хорошо — лично меня это очень нервирует. Поэтому нужно в срочном порядке понять, что именно грузит комп, какая программа.
На самом деле, сделать это очень просто и все инструменты для этого у нас есть в самой Windows 10 (да и в старых версиях они также есть).
Когда вы поняли, что это за программа — то логично ее безжалостно «вырубить», и освободить этим компьютер от нагрузки. Но! Не каждую программу можно так завершать, если это системная, то лучше не трогать а просто сделать перезагрузку, если это знакомая вам программа — то можно и завершить ее, если ничего важного в программе не делается.
А может быть это вирус? Может быть, но тогда тормознутость системы будет носить регулярный характер. Может также грузить и антивирус, например при глубокой проверке компа (такая проверка называется типа «глубокий эвристический анализ»).Теперь перейдем непосредственно к поиску программы, которая грузит комп. Я специально включит тест производительности в WinRAR, чтобы сделать так, чтобы какая-то программа сильно нагружала комп для примера и сейчас покажу как ее найти.
Запускаем диспетчер (кликните по панели задач правой кнопкой мыши):
Откроется окно (если ничего нет, то нажмите кнопку Подробнее в нижнем левом углу, это у вас просто диспетчер не полностью открыт), где вам нужно выбрать колонку ЦП , чтобы сортировка была по тому, кто и сколько нагружает ваш проц. В общем я нажал и смотрите, сразу видно, что большой процент идет у WinRAR (а он реально нагружает, ибо я запустил тест):
То есть таким способом, вы можете узнать, какая прога нагружает ваш комп. А вот так, вы можете ее отключить:
Но не всегда так можно завершить работу проги, если есть возможность, то лучше перезагрузку сделать.
Теперь второй способ, он более информативный — это при помощи списка процессов, в том же диспетчере идем на вкладку Подробности , и там будет список процессов. Там также нужно нажать на колонку ЦП :
И мы опять видим виновника — это процесс WinRAR.exe , но, тут плюс в том, что в колонке Имя пользователя вы также будете видеть от какого имени запущен процесс! То есть если от вашего (а не от Системы , LOCAL SERVICE , DWM-1 , NETWORK SERVICE или подобного), и если этот процесс/прога ничего особо важного не делает — можно выключать. Если не от вашего имени, то есть это было запущено самой системой — то лучше не трогать, а сделать перезагрузку.
Чтобы завершить работу проги, просто нажмите правой кнопкой мыши и выберите там Снять задачу :
Вот такими простыми способами вы можете отключать работу тех программ, которые грузят ваш комп, но лучше всего это разобраться почему программа загружает так процессор, что вы вынуждены вручную завершать ее работу.
У Вас возникла необходимость нагрузить процессор компьютера на 100%! Например, необходимо протестировать его в экстремальных условиях, либо проверить насколько эффективная система охлаждения и как она справляется с перегрузками. Путей два. Первый — скачать и установить специальную программу вроде CPU Stress Test (CST). А второй — загрузить процессор самостоятельно, средствами только операционной системы Windows. Вот про этот вариант развития событий я сейчас и расскажу!
Для того, чтобы совершить задуманное, нам понадобится всего лишь стандартный блокнот Виндовс. Открываем его и пишем:
Выглядит это так:
Немного поясню — мы с Вами написали программный код, который запустит простейшую петлю из цикла While для стандартного обработчика Visual Basic. Теперь надо файл сохранить:
Да не просто, а с другим расширением. Для этого в строку «Имя файла» надо прописать его название «loop.vbs».
Обратите внимание, что в строке надо указывать имя файла именно в двойных кавычках. В противном случае у него будет расширение .txt , а нам надо, чтобы было .vbs . В результате должен получится вот такой файлик:
Чтобы нагрузить процессор на 100% необходимо будет его запустить. Но сначала — откройте диспетчер задач на вкладке «Производительность»:
Здесь отображается график загрузки процессора — ЦП. Так как сейчас большинство современных процессоров многоядерные, то чтобы его загрузить по максимуму, т.е. на 100 процентов, необходимо видеть все ядра. Для этого кликаем на графике правой кнопкой мыши и выбираем пункт меню «Изменить график»>>»Логические процессоры». У меня получилось так:
У вас графиков может быть больше или меньше в зависимости от модели CPU. Ну а дальше для того, чтобы максимально нагрузить процессор — надо загрузить каждое ядро. Для этого запускайте по очереди несколько раз наш хитрый скрипт и смотрите на результат в графике.
После того, как необходимый результат будет достигнут, нужно будет теперь уже наоборот — разгрузить систему.
Для этого там же, в Диспетчере задач на вкладке «Процессы» найдите каждую задачу «Microsoft Windows Based Script Host» и снимите её.
Инструкция
Выключите программу, которая запустила этот процесс. Нажмите на кнопку закрытия программы или командой «Выход» из меню. Попробуйте в «Диспетчере задач», если программа . Если и это не сработало, завершите процесс в «Диспетчере задач». Будьте внимательны, завершать следует только процессы пользователя, ни в коем случае служебные процессы.
Обратитесь к специалисту, если проблемы с процессором возникают неоднократно.
Источники:
- как уменьшить загрузку цп в 7
Каждый раз при загрузке операционной системы автоматически запускается утилита Chkdsk. Эта утилита сканирует ваш жесткий диск на наличие ошибок, возможных сбоев в работе файловой системы. Конечно, ничего плохого в этом нет, но скорость загрузки системы при этом снижается. Между тем эту процедуру можно отключить, тем самым повысив скорость загрузки ОС.
Вам понадобится
- - компьютер с ОС Windows.
Инструкция
Для отключения сканирования системного диска проделайте следующие шаги. Нажмите «Пуск». Выберите «Все программы», затем - «Стандартные программы». Среди стандартных программ есть «Командная строка». Запустите ее.
Дальше в командной строке введите Chkntfs /X C, где С является буквой системного диска. Если ваш системный диск имеет другую букву, то, соответственно, ее и нужно прописать. После ввода команды нажмите клавишу Enter. Закройте командную строку. Теперь автоматическая проверка системного раздела отключена. Таким же способом можно отключить автоматическую проверку других разделов жесткого диска. Просто в конце команды следует написать букву раздела винчестера, для которого вы хотите отключить сканирование.
Еще один способ отключить проверку - это отредактировать ветку системного реестра. В командной строке введите regedit. Через секунду запустится окно редактора реестра. В его левой части находится список главных разделов системного реестра. Найдите среди них раздел HKEY_LOCAL_MACHINE.
Кликните по стрелочке, которая находится напротив названия этого раздела. Повторите процедуру возле подраздела SYSTEM. Таким образом открывайте разделы в таком порядке: CurrentControlSet/Control/Session Manager. Session Manager открывать не нужно, выделите его с помощью левого щелчка мышки.
После выделения последнего раздела в правом окне будут доступны ветки для редактирования. Найдите среди них ветку под названием BootExecute. Щелкните по ней дважды левой кнопкой мышки. Теперь ее можно отредактировать. Все, что вам нужно, - это перед звездочкой добавить параметр /K:C. В конечном итоге отредактированная ветка будет выгладить так: autocheck autochk /k:C. Сохраните изменения. После этого проверка диска будет отключена.
Ход установки процессора зависит от его типа и конфигурации материнской платы. Главное - это соблюдать принцип совместимости, а также элементарную аккуратность.
Инструкция
Начните процесс установки с раскрытия системного блока и извлечения материнской платы, для чего открутите все необходимые крепежные винты.
Изучите модель материнской платы, визуально запомните, как установлен процессор в конкретном случае. Если задачей является замена старого камня на новый, то перед тем как выполнять эту замену, исследуйте возможность апгрейда. Системная плата должна поддерживать тип процессора. Для того чтобы узнать эту информацию, можно зайти на официальный сайт производителя и прочитать, какая конфигурация возможна.
