如何降低程序的CPU使用率？

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/621776

题

我编写了一个多线程程序，它通过大量浮点运算来执行一些CPU繁重的计算。更具体地说，它是一个逐帧比较动画序列的程序。即对于动画A中的所有帧，它将动画A中的帧数据与动画B中的所有帧进行比较。我对不同的动画并行执行此强化操作，因此程序可以处理AB对，BC对和CA对中的平行。该程序正在使用QtConcurrent和“map”。将具有运动的容器映射到函数的函数。 QtConcurrent为我管理线程池，我正在使用英特尔四核处理器，因此它产生了4个线程。

现在，问题是我的进程会破坏我的CPU。用法是100％不变的，如果我在一个足够大的运动集上运行我的程序（非分页区域中的页面错误），我实际上得到了一个蓝屏死机。我怀疑这是因为我的电脑超频了。但是，这可能是因为我编写程序的方式吗？我用来测试机器稳定性的一些非常密集的benchamrking工具从未使我的PC崩溃。有没有办法控制我的程序如何使用我的CPU来减少负载？或许我误解了我的问题？

有帮助吗？

解决方案

这里有一些很好的答案。

我只会从进行大量性能调整的角度来补充，除非每个线程都经过积极优化，否则很有可能减少周期。

为了与长途汽车比赛进行类比，有两种方法可以获胜：

  1. 让车子变得更快
  2. 减少停靠和副驾驶

    3. 根据我的经验，大多数首次编写的软件与采用最直接的路径相距甚远，尤其是随着软件变得越来越大。

    要找到程序中浪费的周期，正如Kenneth Cochran所说，从不猜测。如果你在没有证明这是一个问题的情况下修复了某些问题，那么你就会投入猜测。

    查找性能问题的常用方法是使用分析器。

    但是，我做了很多，我的方法是这样的： http： //www.wikihow.com/Optimize-Your-Program%27s-Performance

其他提示

超频PC可能会导致各种奇怪的问题。如果您怀疑是问题的根本原因，请尝试在合理范围内计时并重试测试。

它也可能是某种非常奇怪的内存错误，你以某种方式破坏你的RAM（因为BSOD，我猜这个操作系统因为BSOD而无法恢复）（非常不可能，但谁知道）。

我能想到的另一种可能性是，你的线程实现中有一些错误导致Windows死机。

但首先，我会看一下超频问题......

您所描述的操作类型已经高度可并行化。运行多个作业实际上可能伤害性能。原因是因为任何处理器的缓存大小有限，并且尝试并发执行的越多，每个线程的缓存份额就越小。

您还可以使用GPU查看选项以吸收部分处理负载。对于大多数类型的视频转换而言，现代GPU的效率远高于类似代的CPU。

  

我怀疑这是因为我的电脑超频了。

这绝对有可能。尝试将其设置为正常速度一段时间。

  

这可能是因为我编写程序的方式吗？

以用户模式运行的程序不太可能导致BSOD。

猜测一下，我会说你没有运行3核计算机（或4，使用率为100％），如果你使用的线程多于核心，并行化会主动损害你的性能。每个CPU核心只需要一个线程，无论你做什么，都不会同时由不同的线程访问数据。大多数多核CPU中的缓存锁定算法绝对会扼杀您的性能。在这种情况下，在处理L帧动画的N核CPU上，我会在帧0-（L / N）上使用线程1，在帧上使用线程2（L / N） - （2 * L / N）,. ..帧上的线程N（（N-1）* L / N）-L。按顺序执行不同的组合（A-B，B-C，C-A），这样就不会破坏缓存，编码应该更简单。

作为旁注？真正的计算就像这个应该使用100％的CPU，这意味着它的速度尽可能快。

超频是导致不稳定的最可能原因。使用任何CPU密集型算法都会出现一些CPU抖动。超频无法承受，我会找到一个好的性能分析器来找到性能瓶颈。永远不要猜测问题出在哪里。您可能需要花费数月时间来优化对性能没有实际影响的事情，否则性能会下降甚至会降低。

责怪硬件太容易了。我建议你尝试在不同的系统上运行你的程序，看看结果是如何得到的。

可能你有一个错误。

考虑使用SIMD操作。我想你在这种情况下想要SSE。它们通常比并行化更好的第一步，因为它们更容易正确，并为大多数线性代数类型的操作提供了相当大的推动力。

使用SIMD获得它后，请查看并行化。这听起来像你也在关闭CPU，所以你也许可以做一些睡眠而不是忙着等待，并确保你正在清理或重复使用线程。

由于缺少BSOD错误代码（对于查找非常有用），对您来说这有点困难。

你可能会尝试在物理上重新安装你的内存（把它拿出来放进去。）我和其他一些我知道的机器已经在需要它的几台机器上工作了。例如我曾经尝试升级OS X一台机器，它一直在崩溃...最后我将内存弹出并放回原处，一切都很好。

睡眠（1）;将CPU使用率减少一半。我使用CPU密集型算法遇到了同样的问题。

如果您的处理器有两个或更多内核，您可以转到任务管理器并转到进程并右键单击程序名称并单击 Set affinity 并将程序设置为使用更少的内核。

执行您要求的操作需要更长时间，但会导致CPU使用率显着下降。

我认为当内核内存区域被破坏时会导致蓝屏死机。 因此，使用多线程执行并行操作不是原因。

如果您创建多个线程，每个线程都进行大量浮点操作，那么您的CPU利用率肯定会高达100％。

如果你可以在每个线程中给一些睡眠，那么其他进程有机会会更好。 您也可以尝试降低线程的优先级。

如果在Windows平台上，经过一些工作后调用一个函数来通知CPU你想让cpu到其他进程。像这样打电话给睡眠功能：

Slepp（0）;

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