Многопоточный код с одноядерным процессором и однопотоковым кодом с многоядерным процессором

Question

Я новичок в многопоточном программировании. Я читал несколько статей, но два основных момента, о которых я не совсем уверен.

1. Если у меня есть однопоточный код (последовательный), и я запускаю его на многоядерном процессоре. Будет ли ОС пытаться делиться потоком на несколько потоков (при этом заботясь о зависимостях), чтобы воспользоваться процессором muli-core?
2. Если у меня многопоточный код, и я запускаю его на одноядерном процессоре. Будет ли ОС делать разделить время между различными потоками (так же, как это происходит с несколькими процессами)?

Answer 1

1) Нет

Если приложение использует, например, в математике библиотеки Intel и скомпилировано с правильными переключателями, процедуры, такие как FFT, будут во время выполнения будут выделены в отдельные потоки соответствующих количество ядер в машине. Исходный код остается «однопоточным», но библиотека создает и уничтожает потоки за спиной.

Аналогичным образом некоторые компиляторы (например, Intel icc, компилятор Sun's C) могут превращать некоторые циклы в отдельные потоки, каждый из которых выполняет роль итераций. Снова исходный код выглядит однопоточным, но компилятор генерирует многопоточный код от вашего имени. Это немного похоже на автоматическое применение OpenMP к исходному коду.

Операционные системы не могут догадываться, что приложение будет делать, поэтому они не могут вмешиваться в это. Библиотеки и компиляторы знают, что должно произойти, чтобы они могли.

Библиотеки и трюки компилятора, подобные этому, были разработаны таким образом, чтобы программисты могли извлекать более высокую производительность из «единого» потока кода. Intel начала добавлять подобные функции в свою библиотеку математики примерно в то же самое время, когда они начали направлять на многоядерные процессоры. Идея заключалась в том, чтобы создать (с точки зрения программиста) впечатление лучшего «одного» потока производительности, в то время как скорость фактически была доставлена ​​несколькими ядрами. Аналогично Sun, когда они начали делать многопроцессорные компьютеры.

И все, кто более или менее отказывается от существенных улучшений производительности одного ядра, это единственный путь вперед.

2) Да. Как еще он это сделает?

Answer 2

1. Нет, операционная система не имеет достаточно информации, чтобы сделать это. При распараллеливании вам нужно учитывать зависимости между операциями. Некоторые компиляторы пытаются это сделать, у них больше информации о намерениях кода. Но даже они часто не могут это сделать эффективно.

2. Да, например, планировщик Linux does not even distinguish between threads and processes.