较高 CPU 频率与抖动之间的关系?

Relation between higher CPU frequency and thrashing?

这恰好是我的 class 测试题之一。 在需求分页系统中,CPU 利用率为 20%,分页磁盘利用率为 97.7% 如果提高CPU速度,这种情况下CPU的使用量会增加吗?

在此示例中,分页实际上是一个瓶颈。单位时间的计算量可能会随着 CPU 速度的增加而略有增加,但与 CPU 速度的增加不成比例(因此利用率百分比会降低)。

快速而粗略的估计将使用阿姆达尔定律。在示例中,80% 的工作是分页,20% 是 CPU-limited,因此 CPU 性能的 N 倍改进将导致加速因子为 1/((1 - 0.2 ) + (0.2/N)).

更现实的估计会增加对排队论的认识,以认识到如果分页请求更频繁地进入,即使缓冲区大小固定,利用率实际上也会增加。但是,分页利用率的增加小于请求频率的增加。

不看排队论的细节,也可以简单地看出分页的最大潜在改进刚刚超过 2%。 (如果分页利用率提高到 100%:100/97.7 或 1.0235。)即使在 100% 的分页利用率下,分页也将占用原始时间的 0.80/(100/97.7),因此显然没有太多改进的机会。

如果速度提高 10 倍 CPU 可以将分页利用率有效地提高到 100%,则在原始系统下每秒的工作将使用 781.6 毫秒进行分页 (800 ms / (100/97.7)) 并且CPU 中的 20 毫秒(200 毫秒/10)。 CPU 利用率将下降到 20 / (781.6 + 20) 或大约 2.5%。