cpu基础

 

cpu基本概念

 

在多核心的CPU中，我们在一个封装(socket或者processor)里放入多核(core)。

 

在超线程(Hyper-threading, HT)中，对于一个物理存在的核心，操作系统会当成两个虚拟的逻辑核心来使用，二个逻辑核心共享L1和L2缓存。

 

 

 

绿色和蓝色标识一个socket

 

以Sandy Bridge (SNB)家族的Intel Xeon E5-2430为例：

 

核心(Cores)数量：六核心

 

线程(Threads)数量：12

 

架构：Sandy Bridge

 

Socket类型：1356

 

L1缓存：192KB(code), 192KB(data)

 

L2缓存：1.5MB

 

L3缓存：15MB.

 

 

 

 

架构中，缓存方面，一级、二级、三级容量分别为4×32KB、4×256K、8MB，延迟分别只有3个周期、9个周期、25个周期，而且三级缓存采用每循环256位的环形架构。[1]

 

 

 

 

 

黄色框内表示：HT的两个逻辑核心，共用L1和L2.

 

红底表示socket 0, 黄色表示socket 1.

 

 

 

查看cpu参数

 

这部分介绍如何在linux下从/proc/cpuinfo中得到cpu参数.

 

 

 

cpu信息	/proc/cpuinfo中参数	示例中取值
socket编号	physical id	0,1
socket中逻辑核心编号	processor	0,1,2,……,23
socket中逻辑核心数目	siblings	12
socket中物理核心编号	core id	0,1,2,3,4,5
socket中物理核心数目	cpu cores	6
Advanced Programmable Interrupt Controllers ID[2]	apicid	0,1,……,11 32,33,……43
L3 cache	cache size

 

 

 

下面的例子是 intel xeon 5420的processor 0的cpuinfo参数

 

processor   : 0

 

vendor_id   : GenuineIntel

 

cpu family  : 6

 

model       : 45

 

model name  : Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2430 0 @ 2.20GHz

 

stepping    : 7

 

cpu MHz     : 2194.573

 

cache size  : 15360 KB

 

physical id : 0

 

siblings    : 12

 

core id     : 0

 

cpu cores   : 6

 

apicid      : 0

 

initial apicid  : 0

 

fpu     : yes

 

fpu_exception   : yes

 

cpuid level : 13

 

wp      : yes

 

flags       : fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush dts acpi mmx fxsr sse sse2 ss ht tm pbe syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon pebs bts rep_good xtopology nonstop_tsc aperfmperf pni pclmulqdq dtes64 monitor ds_cpl vmx smx est tm2 ssse3 cx16 xtpr pdcm dca sse4_1 sse4_2 x2apic popcnt aes xsave avx lahf_lm arat epb xsaveopt pln pts dts tpr_shadow vnmi flexpriority ept vpid

 

bogomips    : 4389.14

 

clflush size    : 64

 

cache_alignment : 64

 

address sizes   : 46 bits physical, 48 bits virtual

 

power management:

 

 

 

apicid可以用来判断processor是在哪个物理核心(core)的哪个逻辑核心(logical CPU)上。

 

 

 

  logical_CPU_number_within_core = APIC_ID & ( (1 << logical_CPU_bits) -1)

 

  core_number_within_chip = (APIC_ID >> logical_CPU_bits) & ( (1 << core_bits) -1)

 

  chip_ID = APIC_ID & ~( (1 << (logical_CPU_bits+core_bits) ) -1)

 

 

 

详细的cache信息

 

ls /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/

 

index0  index1  index2  index3

 

 

 

4个目录

 

index0:1级数据cache

 

index1:1级指令cache

 

index2:2级cache

 

index3:3级cache ,对应cpuinfo里的cache

 

 

 

查看线程run在哪个processor

 

可以使用top命令查看一个进程的各个线程分别run在哪个processor上
同样，为了避免输入数字pid，我使用如下命令启动top：
top -p$(pidof test |sed -e ‘s/ /,/g’)
在默认配置下不显示线程信息，需要进入Top后按“shift+H”，打开线程显示。
另外，如果没有P列，还需要按“f”，按“j”，添加，这一列显示的数字就是这个线程上次run的processor id。
关于top的使用，请读者自行man top

 

 

 

 

 

参考文献：

 

1.        Intel 32nm Sandy Bridge已流片 架构解析,

 

http://news.mydrivers.com/1/138/138855.htm

 

2.        http://www.experts-exchange.com/OS/Unix/Q_27076862.html

 

3.        http://www.searchtb.com/2012/12/玩转cpu-topology.html

 

4.        http://huoding.com/2012/11/08/198

 

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