【发布时间】：2018-02-16 07:07:00
【问题描述】：
（这是一个交叉的软件-硬件主题，对我来说是一个编程问题，但经过所有故障排除后，我认为它可能是一个硬件问题（也许更适合超级用户？ ) 但是我还没有解决所以我不确定，希望这个社区有一些相关的cpu理论可以分享。无论如何......）
我正在编写一个实时渲染程序，并且一直受到每 2 秒持续发生的可见帧速率故障的困扰。经过大量分析后，我确定这是影响我程序中所有代码部分（包括图形 api 调用）的性能下降，所以我认为这是一个 cpu 问题，超出了程序的责任范围。
我可以在新的 Code::Blocks 项目中使用以下代码在我的机器上演示问题：
#include <cstdint>
#include <iostream>
#include <chrono>
int main(int argc, char* args[])
{
std::cout << std::fixed;
std::chrono::system_clock::time_point runStart = std::chrono::high_resolution_clock::now();
while(true)
{
uint64_t count = 0;
std::chrono::system_clock::time_point frameStart = std::chrono::high_resolution_clock::now();
{
for(uint64_t i = 0; i < 100000; ++i)
++count;
}
std::chrono::system_clock::time_point frameStop = std::chrono::high_resolution_clock::now();
double runTime = std::chrono::duration<double, std::chrono::seconds::period>(frameStop - runStart).count();
double frameTime = std::chrono::duration<double, std::chrono::seconds::period>(frameStop - frameStart).count();
if(frameTime > 0.0005)
std::cout << count << " runTime: " << runTime << " \tframeTime: " << frameTime << '\n';
}
return 0;
}
典型输出如下所示，每 2 秒清楚地显示一些较慢的帧：
100000 runTime: 0.000393 frameTime: 0.000393
100000 runTime: 0.000840 frameTime: 0.000393
100000 runTime: 0.001214 frameTime: 0.000369
100000 runTime: 0.002984 frameTime: 0.000389
100000 runTime: 0.003384 frameTime: 0.000395
100000 runTime: 0.003781 frameTime: 0.000393
100000 runTime: 0.004158 frameTime: 0.000371
100000 runTime: 0.005927 frameTime: 0.000386
100000 runTime: 0.006329 frameTime: 0.000398
100000 runTime: 0.006724 frameTime: 0.000390
100000 runTime: 0.007127 frameTime: 0.000398
100000 runTime: 0.007507 frameTime: 0.000375
100000 runTime: 0.994469 frameTime: 0.000511
100000 runTime: 3.042060 frameTime: 0.000465
100000 runTime: 3.077671 frameTime: 0.000405
100000 runTime: 5.093173 frameTime: 0.000496
100000 runTime: 5.128435 frameTime: 0.000366
100000 runTime: 5.488874 frameTime: 0.000391
100000 runTime: 7.135737 frameTime: 0.000367
100000 runTime: 7.152022 frameTime: 0.000484
100000 runTime: 7.457491 frameTime: 0.000360
100000 runTime: 9.179262 frameTime: 0.000478
100000 runTime: 9.211521 frameTime: 0.000368
100000 runTime: 9.226528 frameTime: 0.000353
100000 runTime: 11.217430 frameTime: 0.000391
100000 runTime: 11.262574 frameTime: 0.000352
也许其他一些机器会显示类似的输出？ （根据需要调整输出阈值。）
我尝试使用 g++ 和 clang 进行编译，都产生了这种异常。 （g++ 版本的整体表现要好一些。）
我突然想到，自从我构建了这台计算机以来，除了我自己的项目之外，我没有在上面运行任何 3d 应用程序，所以我尝试运行 LunarG Vulkan API 和一些屏幕保护程序附带的全息图演示，果然，每 2 秒就会出现一次故障。 （在屏幕保护程序中不太明显。）所以我很欣慰地知道它至少是系统范围的，而不是我的程序做错了什么。
系统规格：
- cpu：AMD 锐龙 7 1800X
- 主板：微星 B350 战斧北极
- 内存：1x16GB DDR4 3200
- GPU：GeForce GTX 1050 Ti
- 电源：美洲狮 CMX 1000
- 操作系统：Linux Mint 18.1 64 位
看起来我用 1000W psu 过火了，所以功率不足不是问题。除非 Cougar psu 的某些缺陷导致每 2 秒短暂下降一次？
任何想法可能导致此问题以及我能做些什么？
编辑： 有关我的渲染问题的更多详细信息：
长期以来，我一直在围绕 OpenGL 构建我的引擎，并且只要我一直在这台机器上工作，就会遇到这个问题。在此之前，我的旧电脑上有类似的随机跳帧，它有自己的问题（电池寿命为 20 分钟的旧游戏笔记本电脑，并且容易过热以触发安全关闭）所以这就是为什么我没有立即想到这是一个硬件问题。我一直在计划将我的项目移植到 Vulkan，所以我推迟了对跳帧的担心，希望当我更改渲染 API 时它会消失。但现在我正在浏览this Vulkan tutorial，我已经看到在绘制教程中的旋转四边形时出现了跳帧。
我一直在尝试破解 Vulkan 交换链，试图围绕这个进行优化。我拥有的最佳解决方案是有一个专门用于每 1/60 秒调用一次 vkQueuePresentKHR 的线程（using std::this_thread::sleep_until 在调用之间等待），Vulkan 呈现模式设置为 VK_PRESENT_MODE_IMMEDIATE_KHR，并绘制另一个线程最多提前 7 个其他交换链映像，因此交换线程不必等待它们（我知道根据 Vulkan 规范，这可能不是最安全的方法）。使用此设置，对vkQueuePresentKHR 的调用通常需要 0.000050 到 0.000300 秒才能返回，但每 2 秒至少有 1 帧需要 > 0.01 秒，如果我使用 VK_PRESENT_MODE_FIFO_KHR 和call 几乎没有错过 vblank 并且不得不等待下一个，但我正在使用 VK_PRESENT_MODE_IMMEDIATE_KHR 所以我不知道发生了什么，除了在 vkQueuePresentKHR 内部调用的任何底层代码正在受到我的性能异常的严重影响。
【问题讨论】：
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以
/usr/bin/time --verbose <executable>运行它并检查页面错误和上下文切换号。可能您的流程被取消计划，因为它耗尽了时间量。尝试以sudo chrt -f 99 /usr/bin/time --verbose <executable>运行，看看上下文切换次数是否变为0。 -
@maxim 添加
sudo chrt -f 99显着减少了非自愿上下文切换，但我仍然每 2 秒看到较慢的帧。当我用我的旋转四边形尝试它时，sudo chrt -f 99导致 Vulkan 吐出一堆错误，我的程序崩溃了。 -
那台电脑的温度如何？我知道许多现代 CPU 如果检测到它们开始过热，它们会放慢速度。
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@Jeremy 上次检查时（几个月前），AM4 插座类型的一些规格尚未开源，所以很遗憾我无法读取温度传感器在 Linux 中，只能通过重新启动并查看 bios 来检查它，但是当我这样做时，它通常在 40 摄氏度左右，而且我从来没有听到泵启动的声音，所以我认为这不是问题。
标签： c++ performance cpu cpu-usage framebuffer