文件复制可以受 CPU 限制吗？答案

【问题标题】：Can file copying be CPU-bound?文件复制可以受 CPU 限制吗？
【发布时间】：2016-02-12 10:09:28
【问题描述】：

据我所知，CPU 通常比 I/O 设备（如 HDD、网络、RAM 等）更快，因此在复制文件时，瓶颈通常是 I/O 受限的（对?)。

如果在某些情况下 I/O 设备比 CPU 快（例如在虚拟机中），是否可以让 CPU 忙于移动数据（例如从缓冲区到内核空间，从内核空间到用户空间）？然后它会成为 CPU 密集型的吗？

【问题讨论】：

IO 设备永远不会比 CPU 快，除非它们有自己的 CPU，否则它们仍然必须从 CPU 发出命令。此外，当复制文件时，CPU 只是向 IO 设备发出命令，它不进行复制。此外，VM 将存储在 IO 设备上并加载到 RAM 中，而 RAM 永远不会比 CPU 快。
通常 I/O 不是 CPU 密集型的，因为数据传输是由 I/O 处理器（例如 DMA 控制器）执行的。如果您希望文件副本受 CPU 限制，则使用 PIO、编程输入/输出执行传输。

【解决方案1】：

这取决于程序和程序运行的条件。程序复制数据的速度极不可能受到 CPU 速度的限制。但是，如果计算机运行的其他程序占用大量 CPU 且优先级高于执行复制的程序，则可能会出现这种情况。

最常见的瓶颈是持久存储介质速度（例如硬盘驱动器）。然后，可用的 RAM 量。然后，CPU 不可用。

当且仅当，I/O 设备的速度如此之快以至于超过 CPU 速度。那么，情况可能就是这样。然而，这是一个假设情况，因为 CPU 通常不自己执行复制，而是命令其他硬件这样做。而且，在实际系统中，I/O 设备的可用带宽远低于 CPU 和 RAM 带宽。

如果有效地完成复制，则将 RAM 数据复制到 HDD 不会对 CPU 造成压力。来自 RAM 和北桥的数据可以通过南桥复制到 HDD。另见here。

如果复制效率低下，程序当然可以用 CPU 读取每个字节并复制它。

此外，可以推断，答案还取决于系统的硬件和架构。

【讨论】：

【解决方案2】：

恐怕回答错了。至少并不总是正确的。

如果我在 Windows 资源管理器中复制包含大约 50.000 个文件（不同大小）的文件夹，则 TaskManager 会报告该副本主要受 CPU 限制。（即 TM 报告磁盘使用率低而 CPU 使用率非常高）

【讨论】：

我已经尝试过你上面的方法。是的，对于 50,000 个文件的情况，我在任务管理器上看到了高 CPU 速率。但是在我刚刚复制了一个大文件（说 10GB）之后，TM 确实报告了高磁盘使用率而不是高 CPU 率。
也是我的经验。例如，如果我对大型数据库进行数据库备份，则任务管理器会报告该进程受磁盘约束，而不是 CPU。