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雙核多核時(shí)代的Windows 7如何跑的更快

云知道

微軟Windows7發(fā)布后受到了市場(chǎng)和用戶的追捧 。雖然Windows7的內(nèi)核主要建立在Vista代碼的基礎(chǔ)上，但其幾個(gè)主要的進(jìn)展擺脫 Vista給用戶帶來的煩惱，大大改善了用戶體驗(yàn) 。在內(nèi)核中，一項(xiàng)重大的改變就是如何提升多線程應(yīng)用的運(yùn)行 。該進(jìn)展帶來的好處就是降低了能耗，提升了可擴(kuò)展性，并在理論上提高了性能 。
為了驗(yàn)證Windows7對(duì)桌面電腦帶來的好處，技術(shù)人員采用最常用的反映多線程能力的桌面應(yīng)用程序（即圖形導(dǎo)向的軟件）進(jìn)行了測(cè)試 。例如Adobe Photoshop和其它圖形應(yīng)用軟件在啟動(dòng)和功能配置時(shí)自我檢測(cè)桌面系統(tǒng)的負(fù)載量 。在這種狀況下，圖形軟件一般會(huì)使用所有的處理器內(nèi)核和幾乎全部的內(nèi)存，使得系統(tǒng)能夠提供最快的性能 。技術(shù)人員一般用VIEwperf基準(zhǔn)測(cè)試（一個(gè)綜合性的圖形測(cè)試軟件，由SPEC標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)估公司頒布的）和 Cinebench測(cè)試(這是一個(gè)單純的圖形渲染測(cè)試基準(zhǔn)工具)，這兩個(gè)軟件是免費(fèi)的，可以從相關(guān)的網(wǎng)站下載后使用 。
測(cè)試的硬件平臺(tái)是戴爾PrecisionT3500工作站 。戴爾T3500是一款入門級(jí)工作站，一般用于高端圖形用戶 。它有四核心 XeonW3540（Nehalem架構(gòu)）處理器，2.93GHz的主頻，一塊NvidiaFXquadro4800顯示卡，4GB的內(nèi)存 。這種配置大約是12至18個(gè)月后高端桌面系統(tǒng)的主流水平 。
在此次測(cè)試中，技術(shù)人員使用了三塊相同的硬盤驅(qū)動(dòng)器，戴爾工作站預(yù)裝了WindowsXP專業(yè)版、Vista旗艦版和Windows7旗艦版，都是基于32位的，并且是最新版本的驅(qū)動(dòng)程序 。然后，技術(shù)人員在每個(gè)操作系統(tǒng)運(yùn)行的基準(zhǔn)測(cè)試 。當(dāng)測(cè)試下一個(gè)操作系統(tǒng)時(shí)，會(huì)將前一次測(cè)試時(shí)用的硬盤換掉，以確保每次測(cè)試時(shí)不同版本的操作系統(tǒng)運(yùn)行在系統(tǒng)的硬件上 。最后的測(cè)試結(jié)果如下表：
三個(gè)版本W(wǎng)indows的性能基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果
測(cè)試基準(zhǔn) （數(shù)值大的好）Windows XP SP3Windows Vista SP2Windows 7 UltimateSPEC Viewperf 10 (SMT off)95.84142.95139.35SPEC Viewperf 10 (SMT on)93.45145.30138.80Cinebench 10 (SMT off)3.433.403.48Cinebench 10 (SMT on)3.984.074.09
這些結(jié)果表明，在考慮是否部署Windows7時(shí)，性能應(yīng)該被視為是從WindowsXP升級(jí)到Windows7的合理理由，但性能的因素不足以讓Vista用戶轉(zhuǎn)向Windows7 。Windows7基于Vista內(nèi)核的因素使得兩者的性能比較接近 。
讓人驚訝的是，Windows7的多線程變化并沒有提供更多的性能提升 。對(duì)此的解釋是Windows7如何來管理超線程 。Windows7多線程能力的主要變化包括增加處理器的親和力和 Windows內(nèi)核調(diào)度鎖定的變化 。這種被稱作“玻璃眼的技術(shù)是現(xiàn)代操作系統(tǒng)的核心內(nèi)容，也即內(nèi)核如何阻止兩個(gè)線程在同一時(shí)間內(nèi)訪問相同的數(shù)據(jù)或資源 。
任何時(shí)候，一個(gè)線程想要訪問一個(gè)可能另一個(gè)線程也需要訪問的數(shù)據(jù)，就必須使用鎖定機(jī)制，以確保只有一個(gè)線程可以修改該數(shù)據(jù) 。在 Windows7之前，當(dāng)一個(gè)線程需要獲取或訪問一個(gè)鎖定時(shí)，它需要通過一個(gè)全球性的鎖定機(jī)制 。這種機(jī)制通過內(nèi)核調(diào)度鎖來處理提出的要求 。但因?yàn)樗仟?dú)特的、全球性的，它處理的需求可能來自數(shù)以千計(jì)的Windows硬件平臺(tái) 。因此，這個(gè)調(diào)度鎖就成為了一個(gè)主要瓶頸 。事實(shí)上，這也是 WindowsServer在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)最多只能在64個(gè)處理器上運(yùn)行的主要原因 。
新的鎖定機(jī)制
Windows7包括一個(gè)全新的機(jī)制，擺脫了全球鎖定的概念，將推鎖定管理進(jìn)入到對(duì)資源的鎖定 。這允許Windows7擴(kuò)展到256個(gè)處理器而沒有性能損失 。在只有少數(shù)處理器的系統(tǒng)里，由于舊的內(nèi)核調(diào)度鎖不是負(fù)擔(dān)過重，所以這個(gè)新的機(jī)制對(duì)于臺(tái)式機(jī)和小型服務(wù)器而言性能的提升不是很明顯 。
雖然SMT運(yùn)行時(shí)不可見，但可以預(yù)料的是，基準(zhǔn)測(cè)試會(huì)利用一切可用的資源 。當(dāng)運(yùn)行四個(gè)線程的帶SMT功能的Viewperf基準(zhǔn)測(cè)試時(shí)，結(jié)果基本保持不變 。

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