¿Qué es la afinidad de la CPU?

Es solo una configuración proporcionada por su sistema operativo que determina en qué núcleos un subproceso es elegible para ejecutarse. La mayoría de las veces, lo mejor es no establecer afinidad, ya que permite que el subproceso se ejecute lo antes posible, en lugar de esperar hasta que un núcleo (o conjunto) en particular esté disponible. La razón por la que importa es que los núcleos particulares pueden compartir caché con otros núcleos, bancos de memoria o incluso dispositivos IO. La afinidad se puede utilizar para garantizar que un proceso esté siempre en el “mejor” núcleo para un dispositivo de red, por ejemplo, o que dos subprocesos intensivos en caché permanezcan en núcleos que no comparten recursos de caché. A menudo, la afinidad se establece simplemente para “reservar” un núcleo para un hilo o proceso, si hay hilos “más hambrientos” que también se ejecutan.

En sistemas multinúcleo o multiprocesador, el sistema operativo programa un subproceso activo en un núcleo de CPU disponible. Cuando los subprocesos pueden ingresar a los estados de espera, bloqueo, inactividad, suspensión, etc., donde actualmente no requieren ningún recurso de CPU. La próxima vez que el subproceso se active, el núcleo original asignado podría estar ocupado y el siguiente núcleo disponible atenderá el subproceso. Este cambio de contexto agrega retrasos diminutos. En general, esto tiene poco impacto en la gran mayoría de las aplicaciones.

Sin embargo, hay algunas aplicaciones en las que esto puede afectar el rendimiento. Piense en un servicio de larga duración que requiere baja latencia y gran cantidad de trabajo. Otro caso es cuando su CPU tiene grupos de núcleos o su sistema tiene grupos de núcleos (sistemas multisocket). Aquí es donde entra en juego la afinidad del procesador. Los subprocesos se pueden asignar explícitamente para utilizar un determinado conjunto de núcleos. Puede asegurarse de que los subprocesos permanecen en lugar de ser atendidos por el siguiente núcleo disponible.

La afinidad del procesador o la fijación de la CPU permite la vinculación y la desvinculación de un proceso o un subproceso a una unidad central de procesamiento (CPU) o un rango de CPU, de modo que el proceso o el subproceso se ejecutará solo en la CPU o CPU designadas en lugar de cualquier CPU . Esto se puede ver como una modificación del algoritmo de programación de cola central nativa en un sistema operativo de multiprocesamiento simétrico. Cada elemento en la cola tiene una etiqueta que indica su procesador de parentesco. En el momento de la asignación de recursos, cada tarea se asigna a su procesador de parentesco con preferencia a los demás.

La afinidad de la CPU permite vincular un proceso o procesos múltiples a un núcleo de CPU específico de manera que los procesos se ejecuten solo desde ese núcleo específico. Al intentar realizar pruebas de rendimiento en un host con muchos núcleos, es aconsejable ejecutar varias instancias de un proceso, cada una en un núcleo diferente. Esto permite una mayor utilización de la CPU.

Puede denegar el acceso a un proceso a algunas CPU en particular (o núcleos, etc.). En este caso, el proceso no estará en la lista preparada para esas CPU y podría ejecutarse más lentamente si usa bien el procesamiento paralelo. Pero el sistema utilizará mejor los otros núcleos y funcionará bien (dejando de lado los problemas de almacenamiento en caché)