Перегружается цп на компьютере. Перегруженность процессора. Выяснение причин и устранение неполадок

Всем привет Вам наверно такое знакомо, когда процессор что-то грузит, но вот что это остается загадкой. И при этом в компе просто ужас что творится, ну в том плане что ничего и не твориться — одни тормоза, глюки, зависания! Что в таком случае делать? Ну, некоторые юзеры предпочитают сразу делать перезагрузку, при этом нажимают кнопку на системном блоке…

Но такая перезагрузка во-первых не решит проблему, а во-вторых может навредить компу, а если быть точнее то жесткому диску. Будете часто делают такую перезагрузку, то на диске могут образоваться бед-блоки, а винда может просто полететь. Почему? Ответ прост: дело в том что во время того как вы нажимаете кнопку, винда могла что-то копировать, что-то записывать, прерывание этого процесса и приводит к ошибкам на диске…

Первое что нужно понять, это кто именно так грузит процессор, какой тупой процесс это делает. Итак, вот стратегия, так бы сказать план по выявлению виновника нагрузки. Сперва я сделал ситуацию когда что-то грузит процессор, для этого я воспользовался архиватором . В этом архиваторе есть тест быстродействия, его то я и запустил:


После этого запустился тест и то есть пошла нагрузка! И вот смотрите как определить кто же грузит процессор, представим что типа теста от WinRAR нет.. Открываем диспетчер задач и там нажимаем на вкладку Процессы, после чего нажимаем на колонку ЦП:


Тот процесс у кого тут больше всего значение, тот и грузит процессор! Как вы уже поняли, у меня это процесс WinRAR.exe, но что теперь делать дальше? Вы можете его завершить, просто выделите его и нажмите кнопку Завершить процесс:


Ну и потом просто подтвердите действие:


Ну что просто? Я думаю что просто! Но вот может быть и сложно Это я к тому, что иногда перед тем как завершать процесс, стоит разобраться, кто это вообще такой, откуда он взялся… То есть сперва лучше узнать что это за программа, это сделать можно так. Нажимаете правой кнопкой по грузящему процессу и выбираете там открыть место хранения:


Таким образом вы узнаете откуда именно процесс запускается, но самое главное что вы сможете увидеть папку процесса, а значит папку программы.

Вот у меня открылась папка:


После того как папка открылась, то процесс грузящий уже можно завершить, чтобы он не напрягал комп!

Уже легче понять что за программа, ибо если посмотреть в то место где указан путь папки, то нам написано в какой папке вы находитесь. Обычно имя у папки такое как у программы. Вот таким образом вы можете узнать имя программы, которая грузит процессор:


Теперь вы знаете что это за прога. В принципе ее можно и удалить, но только в том случае, если вы уверены что она вам не нужна! Не то удалите — будут проблемы, это я вас предупреждаю просто…

Для удаления нажмите Пуск, выберите там Панель управления:


А потом найдите значок Программы и компоненты:


В окне, где будет список всего установленного софта, нажмите правой кнопкой по тому что нужно удалить и в меню выберете этот пункт:


В моем случае это WinRAR, но это просто пример! Потом просто следуйте инструкциям, там будет наверно сообщение, ну типа уверены ли вы что хотите удалить и все такое. Но скажу сразу, что удалять конечно можно, но опять же, только если вы уверены в этом!

Когда знаете какая прога грузит комп то уже легче решить задачу. Но бывает такое что эта вредная прога сама запускается вместе с компом! Если вы узнали ее имя, то можно попробовать отключить ее автозапуск. Зажимаете Win + R, пишите туда команду msconfig и нажимаете ОК.

Одна из самых распространенных и малопонятных проблем - это загрузка ЦП. 100 процентов его работы отбирают непонятные процессы и службы, что делает использование компьютера крайне сложным. Почему так происходит?

Загрузка ЦП 100 процентов. Что делать?

Довольно часто обладатели компьютеров могут наблюдать ухудшения в работе, задержку в реакции на действия пользователя и другие проблемы спустя какое-то время непрерывного использования. В число наиболее распространенных причин, которые могут к этому привести, входит полная загрузка процессора малопонятными запущенными процессами. Самый простой совет - это перезагрузить компьютер. В некоторых случаях он может помочь. Можно посоветовать переустановить систему, но это самый крайний метод, входящий уже в разряд анекдотических рекомендаций на большинстве технических форумов.

Наиболее распространенные причины повышения нагрузки на процессор

Тех, кого волнует этот вопрос, довольно много. И все они ищут действенное решение своей проблемы без использования кардинальных методов. А для этого необходимо разобраться с причиной, которая могла привести к такой ситуации. Если обратиться к форумам, на которых вопросы, связанные с подобным поведением компьютера, встречаются довольно часто, можно выделить самые распространенные ситуации:

  • Запуск программы или процесса, которые используют повышенные ресурсы компьютера.
  • Нарушения в работе системы.
  • из-за скопившейся пыли и недостаточного охлаждения.

Выявление проблем и их решение

Для того чтобы определить, почему процентов, потребуется провести ряд диагностических процедур. После того как причина установлена или есть основания остановить свой выбор на чем-то одном, потребуется произвести действия, необходимые для ее устранения. Подробно о том, что нужно делать в каждом конкретном случае, рассматривается далее.

Определение программы, которая нагружает процессор

Первое, что нужно сделать, когда компьютер стал подтормаживать и плохо реагировать на команды мыши и другие действия, - это открыть диспетчер задач. Для этого можно одновременно зажать комбинацию клавиш Ctrl, Alt и Del или Ctrl, Shift и Esc либо вызвать контекстное меню в области панели задач и найти в нем соответствующий пункт.

В открывшемся окне необходимо выбрать подробное представление, чтобы появились вкладки, среди которых будет нужная нам - «Процессы». В ней можно увидеть, когда происходит загрузка ЦП 100 процентов. Что делать дальше в таком случае?

Во вкладке будет отображаться полный список всех процессов, которые запущены на данный момент в системе. По умолчанию они отсортированы в алфавитном порядке, но можно выбрать столбец с загрузкой ЦП, чтобы определить тот, который вызвал проблемы.

Довольно часто бывает так, что массивная программа, которая требует больших затрат по ресурсам, не выгружается корректно после закрытия. В результате этого в работе остаются процессы, и загрузка процессора продолжается. При этом достаточно нажать на кнопку «Снять задачу», чтобы решить проблему. В связи с этим может оказаться действенной перезагрузка системы, которая рекомендовалась в самом начале. Грубо говоря, во время нее происходит такое же снятие задач. Помимо этого, освобождаются дополнительные ресурсы, которые можно не заметить самостоятельно.

В списке процессов также могут оказаться неизвестные, которых не было до этого. Причем они также могут принимать участие в загрузке системы. Такое поведение свойственно вирусам, поэтому хорошо было бы знать названия и характеристики процессов, которые постоянно работают в конкретной системе, и периодически проверять список запущенных на предмет появления подозрительной активности.

Сбои в работе системы

Первый метод не всегда позволяет определить причину, по которой происходит загрузка ЦП 100 процентов. Что делать в таком случае? На практике в может оказаться, что вся нагрузка приходится на пункт «Бездействие системы». И в этой ситуации снять задачу не получится.

Рекомендацией в этом случае будет запустить утилиту, которую распространяет корпорация Microsoft совершенно бесплатно. представляет расширенную картину того, что показывает диспетчер задач. В рассматриваемой ситуации загрузка процессора 100 процентов может составлять за счет системных прерываний, которые в этой программе обозначаются как Interrupts. Сложно сказать, в чем именно причина такого поведения, если не предпринять дополнительные действия.

Что может грузить процессор в системе

Нередко к такой проблеме приводят некорректно написанные драйверы. Выявить это поможет загрузка системы с применением безопасного режима. Если ЦП не испытывает прежней нагрузки, то с высокой долей вероятности причина именно в драйверах. Нужно поискать их новые версии, предоставляемые непосредственно производителем компьютера или ноутбука.

Также к такому поведению системы могут привести различные вирусы, обосновавшиеся в ней. В этом случае нужно запустить сканирование системы антивирусным ПО.

В результате проблем с подключенными устройствами также может возникнуть загрузка ЦП 100 процентов. Что делать при этом? Совет довольно простой. Достаточно отключить все от компьютера, оставив только самый необходимый минимальный набор из мыши, клавиатуры и монитора. Также следует заглянуть в чтобы проверить наличие возможных неполадок там.

Если эти советы не помогают решить проблему, то придется переустанавливать систему. Хорошо, если в процессе работы создаются точки отката, на которые можно восстановиться, если система на тот момент работала исправно.

Скопление пыли и перегрев

Нередко определить, почему загрузка ЦП 100 процентов достигает, помогает громкая работа кулера и повышение температуры процессора. Как правило, это говорит о том, что компьютер или ноутбук давно пора почистить от скопившейся в нем пыли, грязи, и заменить термопасту. Это же приводит к торможению и отказам в работе системы. Рекомендуется проводить чистку по меньшей мере раз в год.

Данная короткая заметка будет посвящена теме обнаружения источника внезапной нагрузки на процессор. Нагрузка на процессор, ну и что? В процессе работы с операционной системой Windows внезапные тормоза являются штатной реакцией на загрузку нами "прожорливых" приложений, например открытие 100 вкладок в браузере Google Chrome. Тут все прогнозируемо, ибо причиной подобных проблем является работа требовательного к ресурсам приложения, которое в зависимости от специфики выполняемой задачи способно сильно нагружать процессор. Совершенно другое дело, когда нагрузка на процессор возникает сама по себе, без видимых на то причин. К примеру, в простаивающей, либо практически ничем не загруженной системе, выполняющей штатную работу, внезапно возникают подтормаживания. Подобную нагрузку можно классифицировать следующим образом:

  • Высокая нагрузка на процессор, внезапно появляющаяся и (не)исчезающая через некоторый промежуток времени;
  • Постоянная нагрузка на процессор, не меняющая своих симптомов на протяжении всего цикла функционирования операционной системы;

В описанных ситуациях не исключены варианты, когда процессор загружен на 100 процентов, либо загрузка может быть не полной. Так же можно выделить постоянную, либо интервальной загрузку. Как в описанных ситуациях определить что грузит процессор ? Что бы ответить на этот вопрос, потребуется обнаружить процесс, функционирующий в операционной системе и являющийся источником аномальной нагрузки. И в этом нам поможем специализированное программное обеспечение.

Установка WPT

Сперва нам потребуется произвести установку инструментария под названием Windows Performance Toolkit (WPT), который входит в состав Windows SDK. Процесс установки подробно описан в статье , по ней можно с легкостью установить и Windows Performance Toolkit, просто в процессе установки не забудьте отметить пункт "Windows Performance Toolkit". Помните, что лучше было бы установить дистрибутив, соответствующий разрядности Вашей платформы. По окончании процесса установки возможные рабочие каталоги инструментария:

  • C:\Program Files\Microsoft Windows Performance Toolkit ;
  • C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.x\ ;

Хотя пути могут в будущих дистрибутивах и измениться.

Установку на каждую новую проблемную станцию можно не производить. Достаточно лишь скопировать каталог Microsoft Windows Performance Toolkit на флешку или непосредственно на изучаемую операционную систему и пользоваться утилитами в нем как переносными приложениями. В этом случае не забывайте запуска требуемые утилиты непосредственно из каталога пакета.

Создание нагрузки

К сожалению в момент, когда я решил довести до ума собственные записи, у меня под рукой не оказалось "живого" примера по конкретной проблеме нагрузки на процессор. В своё время, когда я наблюдал подобные проблемы, я как-то не озаботился сбором материала для публикации, поэтому нам потребуется самостоятельно воссоздать ситуацию с нагрузкой, которая бы была близка к типовой рабочей.

Если у Вас уже имеется актуальная проблема, связанная с нагрузкой на процессор и требующая решения, то Вы можете пропустить данный раздел.

Для создания нагрузки мы будем использовать утилиту под названием от Sysinternals. Утилита старая, быть может уже в среде Windows 7 не совсем актуальная, однако это первая вещь, которая подвернулась мне под руку. Сразу после старта утилита запускает на выполнение первичный поток и выводит графический интерфейс пользователя, содержащий настройки:

На приведенном рисунке видно, что я отметил чек-боксы, которые требуется активировать в интерфейсе утилиты CPUStres с целью запуска максимального (4) количества потоков в рамках процесса. В дополнение можно поиграться со значениями параметров Thread Priority и Activity для каждого потока, с целью создать требуемую нагрузку. На самом деле у нас нет цели симулировать максимальную нагрузку на процессор, перед нами стоит задача сделать нагрузку ощутимой и периодической.

Мониторинг

Нагрузка создана, теперь перейдем непосредственно к сбору данных. Собственно, следующая часть ответа на вопрос что грузит процессор состоит в сборе информацию при помощи инструментария, входящего в состав WPT, или другими словами, проведении мониторинга системы на протяжении некоторого (довольно короткого) промежутка времени. Для этого мы будем использовать контроллер провайдеров и сессий трассировки под названием xperf .

Приведенную ниже команду запускать от имени учетной записи с правами локального администратора

В командной строке выполняем следующую серию команд:

xperf -on latency -stackwalk profile -buffersize 2048 -MaxFile 1024 -FileMode Circular && timeout -1 && xperf -d c:\cpu.etl

Что происходит после выполнения приведенной серии команд?

  • При помощи контроллера xperf включается сессия трассировки ядра с опцией latency (задержка). Latency это группа, которая включает некоторое количество предопределенных провайдеров ядра, в числе которых есть и профилирование, фиксирующее активность процессора каждую миллисекунду. Опция Stackwalk Profile предписывает записывать стек вызова каждый раз при возникновении события профилирования процессора.
  • Команда timeout -1 ожидает нажатия пользователем любой клавиши;
  • После нажатия клавиши, командой xperf -d c:\cpu.etl контроллер инициирует завершение сессии трассировки событий и сохраняет результаты в файл c:\cpu.etl .

Поэтому алгоритм наших действий следующий: при возникновении нагрузки на ЦП, запускаем описанную выше серию команд, ждем секунд 30 , затем жмем любую клавишу и дожидаемся окончания процесса формирования файла результатов. Поскольку объем собираемой информации может быть достаточно большим, на сборку файла потребуется некоторое время, наберитесь терпения. В общем виде, на экране монитора Вы можете наблюдать следующую картину:

Поэтому только после того, как процесс трассировки соберет файл результата и вывалится в командную строку, только после этого мы можем переходить к следующему этапу.

Ошибки

При первом запуске утилиты xperf возможно появление следующих оповещений и ошибок:

xperf: warning: This system is not fully configured for x64 stack tracing. Please modify the registry under: HKLM\System\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management and set the value: DisablePagingExecutive (REG_DWORD) = 1 Then reboot before retrying tracing. Note: Tracing has been enabled, this is just a warning.

xperf: warning: This system is not fully configured for x64 stack tracing.

Please modify the registry under:

HKLM\System\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management

and set the value:

DisablePagingExecutive (REG_DWORD) = 1

Then reboot before retrying tracing.

Note: Tracing has been enabled, this is just a warning.

Это предупреждение никак не влияющее на текущую сессию трассировки и может быть проигнорировано. Оно сообщает нам о том, что система не сконфигурирована должным образом для трассировки стека 64-битных процессов. Текущая настройка разрешает выгрузку страниц, содержащих исполняемый код ядра/драйверов из оперативной памяти в файл подкачки. Намекает, что неплохо было бы, в будущем, включить запрет выгрузки страниц ядра из оперативной памяти. Просто присвойте параметру значение "1" и перезагрузитесь.

xperf: error: NT Kernel Logger: Cannot create a file when that file already exists. (0xb7).

Довольно странная ошибка, в локализованной версии звучащая как "Не могу создать файл, потому что файл уже используется". Говорит о том, что в данный момент уже запущена трассировка через какое-то из системных/сторонних средств. Для решения проблемы требуется отключить трассировку, универсальным средством лечения так же является перезагрузка:)

Анализ результатов

Что грузит процессор? Мы все ближе подходим к ответу на этот вопрос. После того, как мы завершили трассировку, переходим в целевую папку, заданную нами в опциях запуска утилиты xperf (в моем случае это корень диска C:\ ) и приступаем к анализу результатов. Для этого двойным щелчком открываем получившийся отчет cpu.etl в ассоциированной утилите просмотра.

  • Для старых версий WPT это xperfview.exe ;
  • Для новых версий WPT это wpa.exe ;

Откроется основное окно программы Windows Performance Analyzer:

Вид окна от версии к версии может меняться. Нам принципиально найти график под названием CPU Usage (Sampled) или CPU Sampling by Process . Например, для старых версий, в меню Graphs ставим чек-бокс напротив опции CPU Sampling by Process . После чего в основном окне у нас появится соответствующий график.

CPU Sampling - Замеры затрачиваемого на процессы процессорного времени на протяжении всего цикла трассировки.

На этом графике мы можем наблюдать характерные всплески нагрузки, вызванные активностью утилиты CPUStres. Ось ординат данного графика отображает процент использования ЦП. На любом месте графика CPU Sampling by Process жмем правую кнопку мыши и из раскрывшегося контекстного меню выбираем пункт Summary Table . Откроется новое окно:

Открывшееся окно CPU Sampling Summary Table может выглядеть слегка иначе, поскольку в умолчальном своем состоянии, обычно, не отображает колонку Stack (Стэк). В этом случае для проведения окна к описанному виду, вызываем пункт меню Columns (Столбцы) и отмечаем чек-бокс Stack .

По желанию можно сконфигурировать путь к серверу символов Microsoft для получения подробной информации об именах вызываемых функций. Естественно, имена будут сопоставлены только с теми функциями, для которых имеются (то есть для большинства сторонних программ мы имен не получим). Для подключения символов необходимо зайти в меню Trace , далее в раздел Configure Server Paths , потом прописать в параметр _NT_SYMBOL_PATH значение srv*c:\symbols*http://msdl.microsoft.com/download/symbols . Затем, в меню Trace включить опцию Load Symbols . Но будьте осторожны, символы будут подгружаться из сети Интернет для каждого модуля, обнаруженного в стеках вызовов, объем загружаемых данных иногда бывает достаточно большим, в этом случае интерфейс может подвиснуть до окончания полной загрузки символов. Последний раз процедура заняла у меня порядка 10 минут, в течении которых окно анализатора не отвечало.

Что же мы наблюдаем в суммарной таблице? Столбец Count (Счет) отображает количество замеров, которые были произведены для каждого процесса. А столбец Weight (Вес), в свою очередь, определяет количество времени, затраченного на эти замеры (в миллисекундах). Более внимательные читатели могли заметить, что значения столбцов практически идентичны, с небольшим расхождением. Это объясняется частотой интервала замеров, равной 1 КГц (KHz). А небольшие расхождения значений Weight и Count объясняется тем, что интервалы замеров не идеально выверены. Процессы отсортированы по уменьшению значения Weight, что, в общем то, является удобным критерием сортировки, поскольку размещает процессы по убыванию количества затраченного на них времени.

Обе этих колонки (Weight/Count) отражают степень использования процессора, что, в общем то, в контексте данной задачи для нас самое важное.

Какая тут может применяться методика поиска виновника интенсивного использования процессора? Поскольку самые нагружающие процессор приложения находятся вверху и отсортированы вниз по мере убывания нагрузки, то сверху мы и будем анализировать список процессов. Для каждого процесса в столбце Stack разворачиваем все имеющиеся сгруппированные стеки вызовов значком [+], таким образом у нас должно получиться что-то вроде иерархической структуры. В развернутых стеках вызовов конкретного процесса просматриваем все расположенные там модули. Нас интересуют только те модули, у которых колонка Weight имеет большие значения и после которого в следующей строке идет резкое падение затрачиваемого процессорного времени.

Перебирая модули в стеке вызовов, в первую очередь обращайте внимание на драйвера/процессы сторонних разработчиков, поскольку именно они, с большой вероятностью, оказываются виновниками.

Руководствуясь подобной стратегией мы можем выявить виновника нагрузки на процессор. И как поступить после обнаружения источника проблемы? Для начала потребуется определить автора/принадлежность модуля, с этой целью можно задействовать любой поисковик. После того, как Вы определили принадлежность модуля, у Вас есть несколько возможных вариантов дальнейших действий:

  • С сайта производителя можно скачать последнюю версию драйвера/программы и обновиться.
  • Если первый пункт не помог, можно попробовать откатиться к более ранней версии драйвера.
  • Если более ранней версии нет, то уж в самом крайнем случае можно вовсе удалить драйвер/программу.

Выводы

Таким образом мы ответили на вопрос о том, что грузит процессор. Но для чего нужны все эти инструменты из комплекта Windows Performance Tools, ведь мы могли бы просто вызвать Диспетчер задач в момент нештатной нагрузки и отследить источник проблемы использования центрального процессора (ЦП). Да, подобный подход действительно актуален, но только для приложений! А описанный в данной статье метод с использованием утилит комплекта WPT позволяет находить массу дополнительной информации по сбою:

  • источник проблемы среди модулей режима ядра (процессов/драйверов), выполняющихся в контексте процесса System ;
  • источник проблемы среди процессов сервисов (служб), группирующихся в рамках единых процессов svchost.exe ;
  • видеть стеки вызовов модулей, что намного глубже позволяет погрузиться в изучение сбоя.
  • Перевод

Та метрика, которую мы называем «загрузкой процессора» на самом деле многими людьми понимается не совсем верно. Что же такое «загрузка процессора»? Это то, насколько занят наш процессор? Нет, это не так. Да-да, я говорю о той самой классической загрузке CPU, которую показывают все утилиты анализа производительности - от диспетчера задач Windows до команды top в Linux.

Вот что может означать «процессор загружен сейчас на 90%»? Возможно, вы думаете, что это выглядит как-то так:

А на самом деле это выглядит вот так:

«Работа вхолостую» означает, что процессор способен выполнить некоторые инструкции, но не делает этого, поскольку ожидает чего-то - например, ввода-вывода данных из оперативной памяти. Процентное соотношение реальной и «холостой» работы на рисунке выше - это то, что я вижу изо дня в день в работе реальных приложений на реальных серверах. Есть существенная вероятность, что и ваша программа проводит своё время примерно так же, а вы об этом и не знаете.

Что это означает для вас? Понимание того, какое количество времени процессор действительно выполняет некоторые операции, а какое - лишь ожидает данные, иногда даёт возможность изменить ваш код, уменьшив обмен данных с оперативной памятью. Это особенно актуально в нынешних реалиях облачных платформ, где политики автоматического масштабирования иногда напрямую завязаны на загрузку CPU, а значит каждый лишний такт «холостой» работы стоит нам вполне реальных денег.

Что же такое загрузка процессора на самом деле?

Та метрика, которую мы называем «загрузкой процессора» на самом деле означает нечто вроде «время не-простоя»: то есть это то количество времени, которое процессор провёл во всех потоках кроме специального «Idle»-потока. Ядро вашей операционной системы (какой бы она ни была) измеряет это количество времени при переключениях контекста между потоками исполнения. Если произошло переключение потока выполнения команд на не-idle поток, который проработал 100 милисекунд, то ядро операционки считает это время, как время, потраченное CPU на выполнение реальной работы в данном потоке.

Эта метрика впервые появилась в таком виде одновременно с появлением операционных систем с разделением времени. Руководство программиста для компьютера в лунном модуле корабля «Апполон» (передовая на тот момент система с разделением времени) называла свой idle-поток специальным именем «DUMMY JOB» и инженеры сравнивали количество команд, выполняемых этим потоком с количеством команд, выполняемых рабочими потоками - это давало им понимание загрузки процессора.

Так что в этом подходе плохого?

Сегодня процессоры стали значительно быстрее, чем оперативная память, а ожидание данных стало занимать львиную долю того времени, которое мы привыкли называть «временем работы CPU». Когда вы видите высокий процент использования CPU в выводе команды top, то можете решить, что узким местом является процессор (железка на материнской плате под радиатором и кулером), хотя на самом деле это будет совсем другое устройство - банки оперативной памяти.

Ситуация даже ухудшается со временем. Долгое время производителям процессоров удавалось наращивать скорость их ядер быстрее, чем производители памяти увеличивали скорость доступа к ней и уменьшали задержки. Где-то в 2005-ом году на рынке появились процессоры с частотой 3 Гц и производители сконцентрировались на увеличении количества ядер, гипертрейдинге, много-сокетных конфигурациях - и всё это поставило ещё большие требования по скорости обмена данных! Производители процессоров попробовали как-то решить проблему увеличением размера процессорных кэшей, более быстрыми шинами и т.д. Это, конечно, немного помогло, но не переломило ситуацию кардинально. Мы уже ждём память большую часть времени «загрузки процессора» и ситуация лишь ухудшается.

Как же понять, чем на самом деле занят процессор

Используя аппаратные счетчики производительности. В Linux они могут быть прочитаны с помощью perf и других аналогичных инструментов. Вот, например, замер производительности всей системы в течении 10 секунд:

# perf stat -a -- sleep 10 Performance counter stats for "system wide": 641398.723351 task-clock (msec) # 64.116 CPUs utilized (100.00%) 379,651 context-switches # 0.592 K/sec (100.00%) 51,546 cpu-migrations # 0.080 K/sec (100.00%) 13,423,039 page-faults # 0.021 M/sec 1,433,972,173,374 cycles # 2.236 GHz (75.02%) stalled-cycles-frontend stalled-cycles-backend 1,118,336,816,068 instructions # 0.78 insns per cycle (75.01%) 249,644,142,804 branches # 389.218 M/sec (75.01%) 7,791,449,769 branch-misses # 3.12% of all branches (75.01%) 10.003794539 seconds time elapsed
Ключевая метрика здесь это "количество инструкций за такт " (insns per cycle: IPC), которое показывает, сколько инструкций в среднем выполнил процессор на каждый свой такт. Упрощённо: чем больше это число, тем лучше. В примере выше это число равно 0.78, что, на первый взгляд кажется не таким уж плохим результатом (78% времени выполнялась полезная работа?). Но нет, на этом процессоре максимально возможным значением IPC могло бы быть 4.0 (это связано со способом получения и выполнения инструкций современными процессорами). То есть наше значение IPC (равное 0.78) составляет всего 19.5% от максимально возможной скорости выполнения инструкций. А в процессорах Intel начиная со Skylake максимальное значение IPC уже равно 5.0.

В облаках

Когда вы работаете в виртуальном окружении, то можете и не иметь доступа к реальным счетчикам производительности (это зависит от используемого гипервизора и его настроек). Вот статья о том, как это работает в Amazon EC2 .

Интерпретация данных и реагирование

Если у вас IPC < 1.0 , то я вас поздравляю, ваше приложение простаивает в ожидании данных от оперативной памяти. Вашей стратегией оптимизации производительности в данном случае будет не уменьшение количества инструкций в коде, а уменьшение количества обращений к оперативной памяти, более активное использование кэшей, особенно на NUMA-системах. С аппаратной точки зрения (если вы можете на это влиять) будет разумным выбрать процессоры с большими размерами кэшей, более быструю память и шину.

Если у вас IPC > 1.0 , то ваше приложение страдает не столько от ожидания данных, сколько от чрезмерного количества выполняемых инструкций. Ищите более эффективные алгоритмы, не делайте ненужной работы, кэшируйте результаты повторяемых операций. Применение инструментов построения и анализа Flame Graphs может быть отличным способом разобраться в ситуации. С аппаратной точки зрения вы можете использовать более быстрые процессоры и увеличить количество ядер.

Как вы видите, я провёл черту по значению IPC равному 1.0. Откуда я взял это число? Я рассчитал его для своей платформы, а вы, если не доверяете моей оценке, можете рассчитать его для своей. Для этого напишите два приложения: одно должно загружать процессор на 100% потоком выполнения инструкций (без активного обращения к большим блокам оперативной памяти), а второе должно наоборот активно манипулировать данным в ОЗУ, избегая тяжелых вычислений. Замерьте IPC для каждого из них и возьмите среднее. Это и будет примерная переломная точка для вашей архитектуры.

Что инструменты мониторинга производительности на самом деле должны показывать

Я считаю, что каждый инструмент мониторинга производительности должен показывать значение IPC рядом с загрузкой процессора. Это сделано, например, в инструменте tiptop под Linux:

Tiptop - Tasks: 96 total, 3 displayed screen 0: default PID [ %CPU] %SYS P Mcycle Minstr IPC %MISS %BMIS %BUS COMMAND 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

Другие причины неверной трактовки термина «загрузка процессора»

Процессор может выполнять свою работу медленнее не только из-за потерь времени на ожидание данных из ОЗУ. Другими факторами могут быть:
  • Перепады температуры процессора
  • Вариирование частоты процессора технологией Turboboost
  • Вариирование частоты процессора ядром ОС
  • Проблема усреднённых расчётов: 80% средней загрузки на периоде измерений в минуту могут не быть катастрофой, но могут и прятать в себе скачки до 100%
  • Спин-локи: процессор загружен выполнением инструкций и имеет высокий IPC, но на самом деле приложение стоит в спин-локах и не выполняет реальной работы

Выводы

Загрузка процессора стала сегодня существенно недопонимаемой метрикой: она включает в себя время ожидания данных от ОЗУ, что может занимать даже больше времени, чем выполнение реальных команд. Вы можете определить реальную загрузку процессора с помощью дополнительных метрик, таких, как количество инструкций на такт (IPC). Значения меньшие, чем 1.0 говорят о том, что вы упираетесь в скорость обмена данными с памятью, а большие - свидетельствуют о большой загруженности процессора потоком инструкций. Инструменты замера производительности должны быть улучшены для отображения IPC (или чего-то аналогичного) непосредственно рядом с загрузкой процессора, что даст пользователю полное понимание ситуации. Имея все эти данные, разработчики могут предпринять некоторые меры по оптимизации своего кода именно в тех аспектах, где это принесёт наибольшую пользу.

Если, включив компьютер или поработав в Windows некоторое время вы вдруг видите, что скорость работы заметно снизилась или компьютер совсем перестал отвечать, то причиной этому может быть зависание компьютера – т.е. когда он занят выполнением файлов и не отвечает на запросы от других устройств компьютера или программ. Что нужно делать в этом случае, как исправить ситуацию?

В основном загрузка ЦП 100 процентов в Windows связана с деятельностью вредоносных программ или ошибками в программном обеспечении. Ниже рассмотрим несколько распространенных простых приемов что делать для устранения этой неисправности.

Для начала просто перезагрузите компьютер. Иногда бывает, что какое-то приложение зависло из-за неполадок в самом приложении и продолжает использовать процессор, часто на все 100 процентов. Можно удалить его через «Диспетчер задач» — «Снять задачу».

Только не забудьте поставить отметку «Отображать процессы всех пользователей» или «Подробнее» — для отображения полного списка процессов. После того как снимите задачу – перезагрузитесь – проверьте ушла проблема загрузки или нет.

Если перезагрузка компьютера не решила проблему переходим к этапу проверки Windows на наличие вредоносных программ. Запустите полное сканирование антивирусом, установленным у вас. Вы должны понимать, что наличие антивируса не исключает возможность заражения компьютера. Оптимально для проверки использовать антивирусные сканеры известных разработчиков. Они бесплатны, не требуют установки, их можно записать на флешку или компакт-диск и, загрузившись с них, запустить проверку ПК – это увеличит шансы на отлов большинства зловредных программ.

Проведите анализ операционной системы Windows если наблюдаете высокий процент загрузки ЦП

Используя специальное программное обеспечение, проанализируйте почему тот или иной процесс запускается и загрузка ЦП увеличивается до 100%. Например, для этого хорошо подходит «AnVir Task Manager». Она позволяет оценить уровень риска и изменить тип запуска приложения в автозагрузке, процесса или сервиса (приведенное на рисунке меню вызывается правой кнопкой мыши) т.е. вы сможете понять, что с ним делать — причину проблемы.

Таким образом, запретив запуск приложений с высоким уровнем риска вы с большой долей вероятности избавитесь от процессов, которые грузят ваш ЦП на 100 процентов.