雙核多核時(shí)代的Windows7如何跑的更快

Win7之家（ afsion.com.cn）：雙核多核時(shí)代的Windows7如何跑的更快

 　　微軟Windows7發(fā)布后受到了市場和用戶的追捧。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)自我檢測桌面系統(tǒng)的負(fù)載量。在這種狀況下，圖形軟件一般會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)測試（一個(gè)綜合性的圖形測試軟件，由SPEC標(biāo)準(zhǔn)性能評估公司頒布的）和Cinebench測試(這是一個(gè)單純的圖形渲染測試基準(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。

　　測試的硬件平臺是戴爾PrecisionT3500工作站。戴爾T3500是一款入門級工作站，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)測試。當(dāng)測試下一個(gè)操作系統(tǒng)時(shí)，會將前一次測試時(shí)用的硬盤換掉，以確保每次測試時(shí)不同版本的操作系統(tǒng)運(yùn)行在系統(tǒng)的硬件上。最后的測試結(jié)果如下表：　

　　三個(gè)版本W(wǎng)indows的性能基準(zhǔn)測試結(jié)果

　　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�是�?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。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)制對于臺式機(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)測試會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)測試時(shí)，結(jié)果基本保持不變。

　　Cinebench基準(zhǔn)測試是一個(gè)衡量多個(gè)線程運(yùn)行比單個(gè)線程運(yùn)行時(shí)能快多少的工具。無論是否讓SMT功能激活，Cinebench在測試三個(gè)操作系統(tǒng)的性能時(shí)僅有微不足道的差異。但是和Viewperf不同的是，三個(gè)Windows系統(tǒng)的結(jié)果在SMT開啟的情況下得分明顯好于不開啟的情況。也就是說，無論是哪個(gè)版本的Windows，Cinebench渲染運(yùn)行在8個(gè)線程（SMT開啟）比4（SMT關(guān)閉）個(gè)線程性能要高20%�；鶞�(zhǔn)測試在這兩個(gè)方面的差異，使得用戶在決定現(xiàn)有應(yīng)用是否開啟SMT功能時(shí)，最好先進(jìn)行測試后再?zèng)Q定。

功耗情況

　　Windows7提供了幾個(gè)技巧，讓線程運(yùn)行在相同的執(zhí)行管道里，使底層Nehalem處理器能夠關(guān)閉那些較少使用或者不工作的晶體管。該功能的主要優(yōu)點(diǎn)是減少能源消耗。為了量化這一功能的好處，測試人員運(yùn)行了帶SMT功能的4線程版本的Viewperf程序。這種配置意味著大約有一半的管道，將看不到有任何活動(dòng)。下面表格中的數(shù)據(jù)，就反應(yīng)了Windows7的節(jié)能效果。


三個(gè)版本W(wǎng)indows的Viewperf基準(zhǔn)測試結(jié)果

　　從表中看到，Windows7的優(yōu)勢確實(shí)很大，大約能節(jié)省17%的能耗。而且這種測試是運(yùn)行在同一臺工作站上，且硬件配置是完全相同的，只有Windows版本是不同的。這是一個(gè)可觀的能耗節(jié)省，并有充分理由相信其它軟件將同樣受益于Windows7的能力，及充分利用英特爾處理器的魔力。

　　和Intel處理器聯(lián)合起來

　　微軟操作系統(tǒng)和英特爾處理器這些年來幾乎成為了桌面系統(tǒng)的標(biāo)配。雖然不是每一個(gè)周期的迭代產(chǎn)品都對最終用戶帶來大量的利益，但微軟和英特爾的緊密關(guān)系已被一些業(yè)內(nèi)人士稱為良性循環(huán)。而這一次，新的產(chǎn)品聯(lián)動(dòng)周期確實(shí)提供了一些關(guān)鍵的優(yōu)勢：Nehalem處理器的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前任，并且已經(jīng)在市場上供貨。新處理器有很多節(jié)能技術(shù)，可以有效地加以利用。而在微軟這邊，Windows7適時(shí)推出，在節(jié)能方面同樣出色。

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