- Tłumaczenie
Wskaźnik, który nazywamy „obciążeniem procesora”, w rzeczywistości jest przez wiele osób nie do końca rozumiany poprawnie. Co to jest „obciążenie procesora”? Czy to kwestia tego, jak bardzo zajęty jest nasz procesor? Nie, to nieprawda. Tak, tak, mówię o tym samym klasycznym obciążeniu procesora, które pokazują wszystkie narzędzia do analizy wydajności - od menedżera zadań Windows po najwyższe polecenie w systemie Linux.
Co oznacza „procesor jest teraz obciążony w 90%”? Być może myślisz, że wygląda to mniej więcej tak:
Ale w rzeczywistości wygląda to tak:
„Bezczynność” oznacza, że procesor może wykonać pewne instrukcje, ale tego nie robi, ponieważ na coś czeka – np. na wejście/wyjście z pamięci RAM. Procent pracy rzeczywistej i bezczynnej na powyższym rysunku jest tym, co widzę dzień po dniu w prawdziwych aplikacjach działających na prawdziwych serwerach. Istnieje duża szansa, że Twój program spędza czas w podobny sposób, a Ty o tym nie wiesz.
Co to oznacza dla Ciebie? Zrozumienie, ile czasu procesor faktycznie wykonuje określone operacje, a ile czasu po prostu czeka na dane, czasami umożliwia zmianę kodu, ograniczając wymianę danych z pamięcią RAM. Jest to szczególnie widoczne w obecnych realiach platform chmurowych, gdzie zasady automatycznego skalowania są czasem bezpośrednio powiązane z obciążeniem procesora, przez co każdy dodatkowy cykl „bezczynności” pracy kosztuje nas bardzo realne pieniądze.
Jakie jest właściwie obciążenie procesora?
Ta metryka, którą nazywamy „obciążeniem procesora”, w rzeczywistości oznacza coś w rodzaju „czasu innego niż bezczynność”: to znaczy jest to ilość czasu, jaki procesor spędza we wszystkich wątkach z wyjątkiem specjalnego wątku „bezczynności”. Jądro systemu operacyjnego (cokolwiek to jest) mierzy czas przełączania kontekstu między wątkami wykonania. Jeśli wątek wykonywania poleceń przełączy się na wątek, który nie jest bezczynny, który działał przez 100 milisekund, jądro systemu operacyjnego liczy ten czas jako czas spędzony przez procesor na wykonywaniu rzeczywistej pracy w tym wątku.Wskaźnik ten pojawił się po raz pierwszy w tej formie wraz z pojawieniem się systemów operacyjnych z podziałem czasu. W instrukcji programisty komputera w module księżycowym Apollo (zaawansowanym wówczas systemie podziału czasu) jego nieaktywny wątek nazwano specjalną nazwą „DUMMY JOB”, a inżynierowie porównali liczbę poleceń wykonywanych przez ten wątek z liczbą polecenia wykonywane przez wątki robocze - to pozwoliło im zrozumieć obciążenie procesora.
Co więc jest nie tak z tym podejściem?
Obecnie procesory stały się znacznie szybsze niż pamięć RAM, a oczekiwanie na dane zaczęło pochłaniać lwią część tego, co zwykliśmy nazywać „czasem procesora”. Kiedy zobaczysz wysoki procent użycia procesora na wyjściu najwyższego polecenia, możesz pomyśleć, że wąskim gardłem jest procesor (sprzęt na płycie głównej pod radiatorem i chłodnicą), podczas gdy w rzeczywistości będzie to zupełnie inne urządzenie - banki pamięci RAM.
Z biegiem czasu sytuacja staje się nawet gorsza. Przez długi czas producenci procesorów byli w stanie zwiększać prędkość swoich rdzeni szybciej, niż producenci pamięci zwiększali prędkości dostępu do pamięci i zmniejszały opóźnienia. Gdzieś w 2005 roku na rynku pojawiły się procesory o częstotliwości 3 Hz, a producenci skoncentrowali się na zwiększaniu liczby rdzeni, hypertradingu, konfiguracjach wielogniazdowych – a wszystko to stawiało jeszcze większe wymagania dotyczące szybkości wymiany danych! Producenci procesorów próbowali jakoś rozwiązać problem, zwiększając rozmiar pamięci podręcznej procesora, szybsze magistrale itp. To oczywiście trochę pomogło, ale nie zmieniło radykalnie sytuacji. Już teraz przez większość czasu czekamy, aż pamięć „załaduje procesor” i sytuacja tylko się pogarsza.
Jak zrozumieć, co tak naprawdę robi procesor?
Korzystanie ze sprzętowych liczników wydajności. W systemie Linux można je odczytać za pomocą perf i innych podobnych narzędzi. Oto przykładowy pomiar wydajności całego systemu w ciągu 10 sekund:# perf stat -a -- Sleep 10 Statystyki licznika wydajności dla „w całym systemie”: 641398,723351 zegar zadań (ms) # 64 116 wykorzystania procesorów (100,00%) 379 651 przełączników kontekstu # 0,592 K/s (100,00%) 51 546 migracji procesora # 0,080 K/s (100,00%) 13 423 039 błędów stron # 0,021 M/s 1 433 972 173 374 cykli # 2,236 GHz (75,02%)
Kluczowym miernikiem jest tutaj „ liczba instrukcji na cykl zegara" (insns per cykl: IPC), który pokazuje, ile instrukcji procesor wykonał średnio w każdym cyklu zegara. W uproszczeniu: im większa jest ta liczba, tym lepiej. W powyższym przykładzie liczba ta wynosi 0,78, co na pierwszy rzut oka nie wydaje się aż tak złym wynikiem (78% czasu, w którym wykonano użyteczną pracę?) Ale nie, na tym procesorze maksymalna możliwa wartość IPC mogłaby wynosić 4,0 (wynika to ze sposobu, w jaki nowoczesne procesory otrzymują i wykonują instrukcje. Czyli nasze Wartość IPC (równa 0,78) wynosi tylko 19,5% maksymalnej możliwej szybkości wykonywania instrukcji, a w procesorach Intel począwszy od Skylake maksymalna wartość IPC wynosi już 5,0.
W chmurach
Pracując w środowisku wirtualnym, możesz nie mieć dostępu do rzeczywistych liczników wydajności (zależy to od używanego hypervisora i jego ustawień). Tutaj artykuł o tym jak to działa w Amazon EC2.Interpretacja danych i reakcja
Jeśli masz IPC< 1.0 , to gratuluję, Twoja aplikacja jest bezczynna i czeka na dane z pamięci RAM. Twoja strategia optymalizacji wydajności w tym przypadku nie będzie polegać na zmniejszeniu liczby instrukcji w kodzie, ale na zmniejszeniu liczby dostępów do pamięci RAM i bardziej aktywnym wykorzystaniu pamięci podręcznej, szczególnie w systemach NUMA. Ze sprzętowego punktu widzenia (jeśli masz na to wpływ) sensowne jest wybieranie procesorów z większymi rozmiarami pamięci podręcznej, szybszą pamięcią i magistralą.Jeśli masz IPC > 1.0, to Twoja aplikacja ucierpi nie tyle na oczekiwaniu na dane, ile na nadmiernej liczbie instrukcji wykonawczych. Poszukaj wydajniejszych algorytmów, nie wykonuj niepotrzebnej pracy, buforuj wyniki powtarzanych operacji. Korzystanie z narzędzi do tworzenia i analizy wykresów płomieni może być świetnym sposobem na uzyskanie wglądu. Z punktu widzenia sprzętowego można zastosować szybsze procesory i zwiększyć liczbę rdzeni.
Jak widać, narysowałem linię przy wartości IPC wynoszącej 1,0. Skąd mam ten numer? Obliczyłem to dla mojej platformy i jeśli nie ufasz moim szacunkom, możesz obliczyć to dla swojej. Aby to zrobić, napisz dwie aplikacje: jedna powinna w 100% załadować procesor wątkiem wykonawczym (bez aktywnego dostępu do dużych bloków pamięci RAM), a druga przeciwnie, powinna aktywnie manipulować danymi w pamięci RAM, unikając ciężkich obliczeń. Zmierz IPC dla każdego z nich i weź średnią. Będzie to w przybliżeniu punkt zwrotny dla Twojej architektury.
Co narzędzia do monitorowania wydajności powinny naprawdę pokazywać
Uważam, że każde narzędzie do monitorowania wydajności powinno pokazywać wartość IPC obok obciążenia procesora. Robi się to na przykład w tiptop narzędziu dla Linuksa:Tiptop - Zadania: łącznie 96, 3 wyświetlane ekrany 0: domyślny PID [%CPU] %SYS P Mcycle Minstr IPC %MISS %BMIS %BUS KOMENDA 3897 35,3 28,5 4 274,06 178,23 0,65 0,06 0,00 0,0 Java 1319+ 5,5 2,6 6 87,32 125,55 1,44 0,34 0,26 0,0 nm-applet 900 0,9 0,0 6 25,91 55,55 2,14 0,12 0,21 0,0 dbus-daemo
Inne przyczyny błędnej interpretacji terminu „obciążenie procesora”
Procesor może wolniej wykonywać swoją pracę nie tylko ze względu na stratę czasu na oczekiwanie na dane z pamięci RAM. Inne czynniki mogą obejmować:- Wahania temperatury procesora
- Zmiana częstotliwości procesora dzięki technologii Turboboost
- Zmiana częstotliwości procesora w zależności od jądra systemu operacyjnego
- Problem obliczeń średnich: 80% średniego obciążenia w okresie pomiarowym na minutę może nie być katastrofą, ale może też ukryć skoki do 100%
- Blokady: procesor jest zajęty wykonywaniem instrukcji i ma wysoki IPC, ale w rzeczywistości aplikacja jest zablokowana i nie wykonuje żadnej rzeczywistej pracy
Wnioski
Wykorzystanie procesora stało się dziś bardzo źle rozumianą miarą: obejmuje czas oczekiwania na dane z pamięci RAM, co może trwać nawet dłużej niż wykonanie rzeczywistych poleceń. Rzeczywiste obciążenie procesora można określić, korzystając z dodatkowych wskaźników, takich jak instrukcje na zegar (IPC). Wartości mniejsze niż 1,0 wskazują, że jesteś ograniczony szybkością wymiany danych z pamięcią, a większe wartości wskazują, że procesor jest mocno obciążony strumieniem instrukcji. Należy ulepszyć narzędzia wydajnościowe, aby wyświetlały IPC (lub coś podobnego) bezpośrednio obok obciążenia procesora, dając użytkownikowi pełne zrozumienie sytuacji. Mając wszystkie te dane, programiści mogą podjąć pewne kroki w celu optymalizacji swojego kodu dokładnie w tych obszarach, w których przyniesie to największe korzyści. – Igor (Administrator)W tym artykule powiem ci, co zrobić, jeśli obciążenie procesora w systemie Windows 7 wynosi 100%, a także związane z tym niuanse.
Bardzo nieprzyjemne jest stwierdzenie, że Twój komputer jest zajęty czymś niezrozumiałym, a cały system zwalnia. I najważniejsze, co robić w takich sytuacjach? Większość użytkowników to zwykli ludzie, a nie zaawansowani technicznie rzemieślnicy. Oczywiście czasami zdarzają się komiczne sytuacje, gdy użytkownik ponosi winę za uruchomienie wielu programów wymagających dużej ilości zasobów, ale częściej jest odwrotnie. Siedzisz przy komputerze, surfujesz po Internecie i nagle system zaczyna zwalniać.
Procesor jest obciążony w 100%, co mam zrobić w Windows 7?
W rzeczywistości może być wiele powodów, dla których procesor jest w 100% załadowany w systemie Windows 7, a niektóre z nich są bardzo specyficzne. Podobnie istnieje wiele możliwych odpowiedzi na pytanie, co robić. Nie należy jednak być rozczarowanym i smutnym. W większości przypadków problem rozwiązuje się dzięki niezależnym wysiłkom. Następnie przedstawię najczęstsze przyczyny i metody ich rozwiązania.
Notatka: Ponadto jest to po prostu przydatna procedura, czasami pozwalająca komputerowi działać zauważalnie szybciej.
4. Zamrożone programy. Nie ma programów doskonałych. Zawsze będą błędy i problemy. Jest więc całkiem możliwe, że niektóre programy po prostu ładują procesor z powodu awarii lub obliczeń niektórych złożonych algorytmów. Sposób postępowania w takich sytuacjach opisano w artykule Jak zamknąć zamrożony program w systemie Windows 7.
5. Musisz wyczyścić komputer. Wydawałoby się, że np. zwykły kurz może wiązać się z powolnością systemu operacyjnego. Ale bezpośrednio. Faktem jest, że aby zabezpieczyć się przed przegrzaniem, producenci urządzeń (w tym procesora) wyposażają je w specjalne czujniki. A jeśli temperatura osiągnie maksimum, albo urządzenie się wyłączy, albo komputer całkowicie się wyłączy. W procesorze jest kilka takich stref, a po osiągnięciu jednej z górnych stref, aby zmniejszyć nagrzewanie, wydajność procesora po prostu zaczyna spadać, w związku z czym komputer zaczyna „stać się strasznie wolny”.
Notatka: Materiał z paragrafu 5 zawiera duży wybór artykułów, które poruszają wiele pytań, a także szereg typowych problemów, dlatego polecam go przeczytać, nawet jeśli już rozwiązałeś swój problem.
Teraz znasz główne przyczyny spowolnienia komputera i 100% obciążenia procesora w systemie Windows 7, a także co robić w takich sytuacjach.
Dość często użytkownicy narzekają na 100-procentowe obciążenie procesora. W takim przypadku komputer często zaczyna się „nudzić” i nie pozwala mu normalnie pracować. Najciekawsze jest to, że nawet jeśli przeinstalujesz system Windows, sytuacja nie zmienia się we wszystkich przypadkach. Co robić, co robić?
Powodów może być naprawdę wiele, więc spójrzmy na te najbardziej prawdopodobne.
Jeśli uruchomisz Menedżera zadań i zobaczysz program zużywający Twój procesor, natychmiast go zatrzymaj i odinstaluj lub zainstaluj ponownie. Najprawdopodobniej po prostu powoduje konflikt z jakąś inną aplikacją lub alternatywnie może to być wirus. W związku z tym w tym przypadku należy użyć programu antywirusowego z bazami danych zaktualizowanymi do najnowszej wersji i przeskanować system. Zdecydowanie zaleca się również skorzystanie z narzędzia antywirusowego, które może znaleźć złośliwe pliki, które nie zawsze są wykrywane przez program antywirusowy.
Ale jeśli chodzi o programy innych firm, wszystko jest znacznie prostsze. Znacznie gorzej jest, gdy pobieranie jest powiązane z jednym z procesów Windows. Najczęściej mówimy o tym, o czym szerzej mówiłem jakiś czas temu.
Konkluzja jest następująca: svchost.exe umożliwia usługom w postaci plików dll wykonywanie kodu w ich przestrzeni adresowej, dzięki czemu w menedżerze zadań użytkownik może zobaczyć kilka uruchomionych kopii svchost.exe.
To jest normalne. Oczywiście z wyjątkiem sytuacji, gdy określony wirus ukrywa się pod przykrywką procesu. Pamiętaj, że svchost.exe nigdy nie działa jako użytkownik i nie będziesz mógł go znaleźć podczas uruchamiania. Jeśli tak się stanie, oznacza to, że masz złośliwy plik lub program, który nie jest powiązany z systemem Windows.
Załóżmy, że nie znalazłeś żadnego wirusa. Dlaczego procesor się ładuje? Najczęściej wynika to z faktu, że nie zainstalowałeś aktualizacji dla systemu operacyjnego Windows. Jak to jest powiązane? Tak naprawdę wszystko jest proste: gdy tylko użytkownik połączy się z Internetem, system pyta usługę, które aktualizacje się pojawiły, a które już zainstalowano. Nie jest to najprostszy proces i zasadniczo polega na przeskanowaniu systemu, jak ma to miejsce na przykład w przypadku programu antywirusowego. Dlatego skanowanie będzie odbywać się niemal bez przerwy, dopóki nie zdecydujesz się zainstalować aktualizacji.
Co powinni zrobić ci, którzy nie chcą instalować aktualizacji? Jedyna opcja to ta, która zdecydowanie nie jest zalecana. Ale jeśli nadal decydujesz się na ten krok, przejdź do panelu sterowania i wybierz „Windows Update”. W oknie, które zostanie otwarte, kliknij „Ustawienia”.
W nowym oknie, w podsekcji „Ważne aktualizacje” wybierz „Nie sprawdzaj dostępności aktualizacji (niezalecane)”, a następnie kliknij OK.
Uruchom ponownie komputer, następnie przejdź do menedżera zadań i sprawdź obciążenie procesora.
Inną możliwością jest konflikt procesów. W tym przypadku również możemy mówić o procesie svchost.exe, ale nie ma to nic wspólnego z aktualizacją. Może się zdarzyć, że proces będzie powiązany z usługą, którą należy wyłączyć. W niektórych przypadkach pomaga przywrócenie sterowników lub ich ponowna instalacja do nowszej wersji dla niektórych usług.
W ogromie RuNet znaleziono tę metodę - wyjmij kabel sieciowy z gniazdka i włóż go ponownie. Nie jest jasne, dlaczego to pomaga, ale istnieje wiele pozytywnych reakcji.
Oczywiście nie należy zapominać o samym procesorze - może się po prostu przegrzać. W takim przypadku musisz dowiedzieć się, o co dokładnie chodzi. Być może nadszedł czas na wymianę pasty termoprzewodzącej.
Kiedy Twój komputer zwalnia, jest to, delikatnie mówiąc, niezbyt dobre – osobiście bardzo mnie to denerwuje. Dlatego musisz pilnie zrozumieć, co dokładnie ładuje komputer, jaki program.
Tak naprawdę jest to bardzo łatwe i wszystkie narzędzia do tego mamy w samym Windowsie 10 (a w starszych wersjach też one istnieją).
Kiedy zrozumiesz, jaki to program, logiczne jest bezlitosne „wyłączenie go”, a tym samym uwolnienie komputera od obciążenia. Ale! Nie każdy program można zakończyć w ten sposób; jeśli jest to program systemowy, lepiej go nie dotykać i po prostu uruchomić ponownie; jeśli jest to program, który znasz, możesz go zakończyć, jeśli nie zostanie zrobione nic ważnego w programie.
A może to wirus? Być może, ale wtedy system będzie regularnie zawieszał się. Program antywirusowy może się także załadować na przykład podczas głębokiego skanowania komputera (skanowanie to nazywa się „głęboką analizą heurystyczną”).Przejdźmy teraz bezpośrednio do wyszukiwania programu ładującego komputer. Specjalnie włączę test wydajności w WinRAR, aby upewnić się, że jakiś program mocno obciąża komputer, jako przykład, a teraz pokażę ci, jak go znaleźć.
Uruchom menedżera (kliknij prawym przyciskiem myszy na pasku zadań):
Otworzy się okno (jeśli nic nie ma, kliknij przycisk Więcej szczegółów w lewym dolnym rogu po prostu menedżer nie jest całkowicie otwarty), gdzie musisz wybrać kolumnę Procesor, tak aby sortowanie opierało się na tym, kto i w jakim stopniu obciąża Twój procesor. Generalnie kliknąłem i popatrzyłem, od razu widać, że duży procent trafia do WinRAR-a (i naprawdę się ładuje, bo test uruchomiłem):
Oznacza to, że w ten sposób możesz dowiedzieć się, który program ładuje Twój komputer. A tak możesz to wyłączyć:
Ale nie zawsze można zamknąć program w ten sposób, jeśli to możliwe, lepiej uruchomić go ponownie;
Teraz druga metoda, bardziej informacyjna - korzystając z listy procesów, w tym samym menedżerze przechodzimy do zakładki Bliższe dane i pojawi się lista procesów. Tam również musisz kliknąć kolumnę Procesor:
I znowu widzimy winowajcę – to jest proces WinRAR.exe, ale plusem jest to, że w kolumnie Nazwa użytkownika zobaczysz także pod jaką nazwą przebiega proces! Oznacza to, że jeśli z twojego (a nie z Systemy, SERWIS LOKALNY, DWM-1, USŁUGA SIECIOWA lub podobny), a jeśli ten proces/program nie robi nic szczególnie ważnego, możesz go wyłączyć. Jeśli nie w twoim imieniu, to znaczy został uruchomiony przez sam system, lepiej go nie dotykać, ale zrestartować komputer.
Aby zamknąć program, kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz tam Anuluj zadanie:
W ten prosty sposób możesz wyłączyć działanie programów ładujących Twój komputer, ale najlepiej jest dowiedzieć się, dlaczego program tak bardzo obciąża procesor, że jesteś zmuszony ręcznie zamknąć jego pracę.
System operacyjny Windows uruchamia dużą liczbę zadań w tle, które mogą negatywnie wpływać na wydajność komputerów o niskim poborze mocy. Jednym z procesów ładujących pamięć RAM, dysk lub procesor jest System.exe. W „Menedżerze zadań” widać, że plik systemowy ładuje system Windows, a dokładniej – ładuje sprzęt komputera. Właściciel komputera może samodzielnie rozwiązać ten problem, wykonując kilka prostych kroków.
Proces systemowy ładuje dysk twardy i pamięć do 100%
System to proces systemu operacyjnego Windows, który wbrew powszechnemu przekonaniu nie jest wirusem. Odpowiada za uruchamianie aplikacji w trybie „w tle”, czyli bez aktywnej kontroli ze strony użytkownika. Proces ten nie jest ukryty i można go łatwo znaleźć w Menedżerze zadań.
Głównym problemem związanym z procesem System.exe jest to, że nie można go zatrzymać. Tak więc, jeśli System ładuje pamięć RAM lub dysk twardy komputera, nie będzie można go wyłączyć prostymi metodami. Obniżenie priorytetu procesu za pomocą standardowych narzędzi Windows również nie prowadzi do sukcesu. 
Proces systemowy wyróżnia się tym, że stopniowo zajmuje pamięć RAM i ostatecznie ładuje ją całkowicie. Jednocześnie w „Menedżerze zadań” można zauważyć, że system ładuje nie więcej niż 200–400 MB pamięci RAM, ale zostanie całkowicie zapełniony, a komputer zacznie się poważnie zawieszać podczas wykonywania jakichkolwiek zadań. Podobnie proces systemowy może załadować dysk twardy.
Aby zapobiec ładowaniu pliku systemowego komputera i zużywaniu nadmiernych zasobów, należy wyłączyć niektóre zadania „w tle” w systemie operacyjnym Windows:
Jeśli jakikolwiek właściciel komputera może wyłączyć i usunąć DrWeb bez dalszych podpowiedzi, dwa pozostałe zadania są trudniejsze do wykonania i powiemy Ci o nich nieco bardziej szczegółowo.
Jak wyłączyć automatyczne aktualizacje i usługi systemowe systemu Windows 10
Microsoft udostępnił możliwość automatycznej aktualizacji oprogramowania w systemie operacyjnym Windows 10 i wcześniejszych wersjach. Niestety funkcja ta na niektórych komputerach powoduje, że podczas sprawdzania dostępności aktualizacji w usługach Microsoft plik systemowy ładuje pamięć RAM lub dysk twardy. W takim przypadku jedynym rozwiązaniem jest wyłączenie automatycznych aktualizacji systemu Windows 10. Uwaga: Jeśli wyłączyłeś automatyczne aktualizacje systemu Windows 10, zalecamy samodzielne sprawdzanie dostępności nowych wersji systemu operacyjnego co kilka miesięcy (lub tygodni).
Wyłączenie automatycznych aktualizacji w systemie Windows 10 jest dość proste; aby to zrobić, musisz:
Wykonując powyższe instrukcje, system operacyjny wyłączy usługę automatycznie sprawdzającą w tle, czy wersja systemu Windows uruchomiona na komputerze jest aktualna.
Oprócz automatycznej aktualizacji systemu Windows 10, aby proces systemowy nie ładował systemu, należy wyłączyć niektóre usługi. W menu „Usługi”, które otwiera się za pomocą polecenia Services.msc, należy również zatrzymać, a następnie wyłączyć następujące usługi lokalne:
Uwaga: W zależności od wersji systemu operacyjnego Windows oraz liczby zainstalowanych sterowników i kodeków, niektóre z wymienionych powyżej usług mogą nie być dostępne.
Po wyłączeniu programu antywirusowego DrWeb, automatycznych aktualizacji systemu Windows 10 i niektórych usług, należy ponownie uruchomić komputer. Wyłączając szereg zadań, które zajmowały dużo zasobów komputera, wydajność systemu powinna ogólnie się poprawić, a w Menedżerze zadań zniknie problem z ładowaniem dysku twardego i pamięci RAM.