Как запустить игру на всех ядрах процессора. Два мифа оптимизации компьютера, которые никак не умрут. Приложение B. Схема взаимодействия движка и систем
Все современные компьютеры – это многоядерные устройства, которые влияют на производительность системы. Однако, Windows 7, впрочем, как и любая другая операционная система, не использует ядра процессора на полную мощность. Это связано с экономией ресурсов самого ПК. Поэтому, если у вас не тормозят программы и не вылетают ошибки, задействовать все ядра графического ускорителя не рекомендуем. Это действие стоит выполнять в случаях, когда мощности ПК не хватает для запуска стандартных программ и игр.
Настройка работы ядер через меню автозагрузки
Этот вариант задействования всей мощности процессора самый простой и безопасный. Он подходит для всех версий ОС Windows (кроме XP). Любой пользователь, даже начинающий, сможет выполнить приведенные действия.
- Жмём «Win+R» и вводим «msconfig».
- Откроется окно «Конфигурации системы». Переходим во вкладку «Загрузка» и нажимаем «Дополнительные параметры».
- В появившемся окне ставим отметку «Число процессоров», чтобы пункт с выбором ядер стал активен. Выставляем максимум памяти.
- После сохраняем результат и перезагружаем систему. Включится режим многозадачности.
ВАЖНО! Если при расширенных настройках у вас выключается ПК, проверьте, хватает ли мощности вашему блоку питания.
Расширенные настройки процессора с AIDA64
Программа AIDA64 полезна не только своими отчетами о состоянии и характеристиках отдельных компонентов ПК, но и функциями разблокировки процессорных ядер. Чтобы задействовать возможности CPU с помощью данной программы стоит выполнить следующее:
- Запускаем программу и в меню слева выбираем «Системная плата», «ЦП».
- Далее включаем каждое из ядер и перезагружаем систему.
Если задействованные ядра не принесли выгоды, стоит вернуть настройки обратно.
Задействование ядер процессора с помощью CPU-Z
Программа CPU-Z позволяет не только проверять, какие характеристики имеет та или иная комплектующая ПК, но и оптимизировать работу некоторых из них. Для того, чтобы включить все ядра необходимо выполнить следующее:
- Запускаем программу. Переходим во вкладку «CPU».
- В пункте «Theads» нужно выставить значение, такое же как и в «Cores».
- После перезагрузки системы нужно проверить измененные параметры.
Разгоняем процессор с помощью настроек BIOSа
Чтобы задействовать все ядра графического ускорителя стоит зайти в BIOS. Для этого стоит перезагрузить ПК и несколько раз нажать «F2» или «Del». После нужно внести следующие настройки:
- Находим раздел «Clock Calibration» (Он доступен только для продуктов AMD). Выставляем значение «All Cores». В пункте «Value» выставляем значение в процентах.
- После перезагрузки системы стоит проверить ПК на работоспособность.
Эти методы довольно простые и в редких случаях вызывают сбой системы. Однако, если после редактирования настроек начали появляться ошибки, стоит прекратить разблокировку ядер и вернуть настройки назад.
О том, как включить ядра процессора на ПК с Windows 7 и выше смотрите в видео:
Большинство продвинутых пользователей персональных компьютеров знают, что в Windows 7 по умолчанию используется всего одно ядро процессора и для того чтобы задействовать все ядра нужно выполнить несколько не очень сложных действий. Выполнив их ваш компьютер начнет работать намного быстрее и улучшенную производительность вы сможете заметить не только при работе с программами, но и в играх.
Некоторые пользователи говорят, что ничего включать не нужно так как компьютер по умолчанию использует все имеющиеся в процессоре ядра, но я для того чтобы доказать обратное выполнил несколько тестов и удостоверился, что система загружается работает быстрее при включении всех ядер.
Перейдем к инструкции…
Переходим в меню «Пуск», жмем на «Все программы» и находим там пункт «Стандартные». Здесь в списке ищем «Выполнить».
Откроется новое окно, переходим во вкладку «Загрузка» и нажимаем на «Дополнительные параметры».
После ставим галочку на «Число процессоров» и чуть ниже выбираем максимальное количество ядер. Их может быть два или четыре, все зависит от модели вашего процессора. После нажимаем внизу окна нажимаем на кнопку «Ок.
В этом окошке тоже нажимаем на «Ок».
Потом у откроется маленькое окошко, в котором вам будет предложено перезапустить систему, соглашаемся с этим.
После перезапуска вы заметите насколько увеличилась производительность системы. Кстати, не забудьте подписаться на обновления сайта:-).
Введение
При написании этой статьи я не ставил себе задачу описать некую программную реализацию, с помощью которой будут решены все проблемы связанные с применением многопоточности (МП) в . Здесь приводится пример всего лишь одной из возможных реализаций многопоточности в игровом движке, который был на практике использован в игре PulseRacer для Xbox. В последнее время тема МП в играх, как мне показалось, вызывает большой интерес у многих программистов. Причём существует много различной информации о системных функциях, различных синхро-объектах для использования многопоточности в программах, но как-то слабо освещена тема того, как применить все эти возможности в игре, не вынуждая каждого программиста работающего с этим проектом разбираться в принципах работы многопоточности, способах использования синхро-объектов и других ненужных ему вещах. Сейчас ведь мало кого удивишь тем что, игровой программист может слабо разбираться в системных функциях, D3D или , и действительно, зачем ему это, ведь есть графические движки (и их разработчики). Но тогда вполне логично предположить, что должен также существовать МП движок, который будет решать схожие проблемы. Вот об одной из возможных реализаций такого движка, причинах побудивших его написать, о проблемах и некоторых, на мой взгляд, удачных решениях и пойдёт речь в этой статье. Здесь я сразу предупрежу, что тема использования многопоточности в играх очень обширна и мне пришлось для уменьшения размера статьи некоторые очевидные или мало принципиальные, с моей точки зрения, решения не упоминать и не обосновывать, поэтому если возникнут вопросы, то я всегда готов их обсудить.
Достоинства и недостатки использования многопоточности в играх.
В самом деле, прежде чем рассуждать на тему реализации МП игрового движка стоит сперва определиться, нужна ли МП как таковая в играх, какие плюсы и минусы даст её применение. Вот несколько основных достоинств и недостатков МП, повлиявших на мои решения, при разработке движка.
Достоинства
1. Увеличение скорости работы программы, в том числе и в однопроцессорных системах. Может возникнуть вопрос, а откуда вообще появится прирост быстродействия у МП программ в однопроцессорных системах? Причина в том что, хотя центральный процессор всего один, он не единственный процессор, в компьютере есть ещё процессор видеокарты, контроллера дисков, звуковой карты, сетевой карты, контроллеры DMA, различной периферии и т.п., так вот, благодаря распараллеливанию операций со всеми этими процессорами и появится прирост производительности системы в целом. Примеры такого распараллеливания приведены ниже. Также не стоит забывать о таких технологиях как HyperThreading, благодаря которым даже в обычных игровых компьютерах начинает появляться многопроцессорность.
2. Ускорение отклика программы на внешние события , например от устройств ввода или от сетевых устройств. Ведь не секрет, что зачастую сетевой код выносят в отдельный поток, так как не мотивированное ожидание при приёме или отсылке сетевых пакетов может плохо сказаться на и без того не высокой скорости передачи по сети. Обработку устройств ввода (клавиатура, джойстик, мышь …) также, имеет смысл для удобства поместить в отдельный поток, так как очевидно, что работа с ними не должна зависеть от загруженности игры и замедленная реакция на них может ухудшить динамичность игры и вызвать приступ агрессии у пользователя с последующей порчей им периферийных устройств.
Недостатки
1.Усложнение кода игры и его читабельности, так как постоянные вызовы различных синхро-объектов уродуют код и затрудняют его понимание.
2. Необходимость разработки новых приёмов написания программы , так как старые не всегда приемлемы. Например, использование глобальных статических переменных в МП среде, где с переменной одновременно работают из разных потоков, неприемлемо из-за возможности порчи их содержимого.
3. Усложнение процесса отладки программы. Так в случае одновременного вызова одних и тех же функций из разных потоков становится проблемным использование внутри них точек останова и других стандартных приемов отладки.
4. Увеличение количества скрытых ошибок, не всегда выявляемых при отладке. Постоянное использование всеми программистами, работающими над проектом, различных синхронизирующих механизмов увеличивает шансы на возникновение dead lock или live lock в трудно обнаружимые моменты времени.
5. Снижение предсказуемости в работе программы , т.к. порядок выполнения некоторых операций заранее не известен. Программа на разных машинах в разных условиях работает по-разному. К примеру, усложняется ловля утечек и порчи памяти, т.к. карта распределения памяти с каждым запуском программы может меняться.
Итак, недостатков хватает, а достоинств немного. Из чего можно сделать вывод, что если у программы нет проблем с быстродействием или с реакцией на внешние события, то МП ей нужна как собаке пятая нога и вопрос вроде как закрыт. Однако речь идёт о современных играх, которые страдают именно от этих проблем, так как хочется и на ввод пользователя быстро реагировать и fps большой иметь, при этом физику сделать реалистичной, AI продвинутый, анимацию сложной, и т.п. При таких запросах никакое быстродействие не будет лишним, борьба ведётся за каждую лишнюю наносекунду. В такой ситуации использование МП является не роскошью, а крайней необходимостью. Вот и в моём случае быстродействие перевесило все недостатки. Перевесило, но не исправило. В связи с чем и возникла необходимость написать МП движок, который решал хотя бы некоторые из перечисленных проблем.
Написание МП движка.
Когда я начинал писать свой МП движок, мне пришлось перепробовать множество различных вариантов и многократно переписывать свой код. Самое обидное, что его написание походило на изобретение велосипеда, вроде МП всюду и давно используют, а информации о применении её в играх мало, только слухи и ничего конкретного. Поэтому за основу мне пришлось вначале взять уже отработанные методы, применявшиеся мной для написания МП серверов. В данном случае использовался класс потока, объект которого можно было динамически создавать и удалять. Класс потока мог выполнять функции, адреса которых ему передавались в процессе работы программы. Способ хорош тем, что его реализация проста, позволяет упростить процесс создания потоков и исполнения ими кода. Недостатки: сложности с синхронизацией потоков при использовании общих переменных, и относительно невысокая скорость динамического создания новых потоков. В случае применения этого метода в серверных приложениях недостатки нивелировались малым количеством общих переменных, так как каждый клиент на сервере достаточно независим и обособлен, а также невысокой скоростью сети по сравнению с процессором, что частично компенсировало медленное создание новых потоков. Но в игре последствия от применения данного метода оказались катастрофичны. Что привело к возникновению очередной модификации, где вместо создания и удаления потоков использовался созданный при старте программы пул потоков, а все общие переменные были помещены в специальные классы с методами Lock() и Unlock() , для синхронизации работы с ними. Данные изменения устранили недостатки, но привели к возникновению побочного эффекта, в частности ухудшение читабельности кода и провоцирования ошибок связанных с dead lock и live lock . Попытки устранить эти проблемы, сами по себе оказались мало эффективны и сильно усложнили код МП движка. В результате, попробовав еще несколько вариантов, мне пришлось отказаться от такой реализации, признав её неперспективной для применения в играх.
Экспериментируя с различными вариантами МП приложений, я заметил одну интересную особенность у МП оконных программ, а именно их неожиданную устойчивость работы и редкое появление в них dead и live lock в случае использования ими функции PostMessage(). При этом в этих программах почти полностью отсутствовал код посвященный синхронизации. Поэтому я решил попробовать взять за основу своего движка принцип, реализованный в очереди сообщений Windows. Из-за невысокой скорости работы очереди сообщений и её излишней функциональности, в движке была реализована специализированная очередь сообщений с похожим принципом работы. Окна были заменены специальными классами секциями (SECTION) с аналогичной функциональностью плюс некоторые новые возможности связанные непосредственно с многопоточностью.
В результате очередная версия выглядела так:
1. Имеется пул потоков (массив классов THREAD).
2. У потока имеется список всех запущенных на нём секций (SECTION).
3. Секция может принимать и отсылать асинхронные команды другим секциям, а также создавать др. секции и завершатся.
4. Завершение программы происходит, когда в пуле потоков не останется ни одной секции.
Данная реализация действительно имела, в сравнении с предыдущими версиями, более высокую устойчивость и меньшую вероятность появления в коде ошибок. Однако обнаружился ряд очень неприятных недостатков, от которых пришлось избавляться.
Для наглядности небольшой псевдокод объявления секции в hpp файле:
class A_SECTION: public THREAD_SECTION { //Вызывается при приёме сообщения virtual void SystemMessage(int command, DWORD param, const ...* data, const ...* from) ; //Вызывается при создании секции из другой секции virtual void Start(DWORD param, const ...* data, const ...* from) ; public : //Команды static THREAD_MESSAGE INIT; static THREAD_MESSAGE ERROR; };
Поясню, что THREAD_MESSAGE это класс, предназначенный для создания уникальных идентификаторов команд отсылаемых секциями:
class THREAD_MESSAGE { static int curr_max; int message; public : THREAD_MESSAGE(int count_=1 ) ; inline operator int () const {return message;} };
int THREAD_MESSAGE::curr_max=0 ; THREAD_MESSAGE::THREAD_MESSAGE(int count_) { message=curr_max; curr_max+=count_; ASSERT(curr_max< 32768 ) ; }
По коду сразу видно несколько проблем:
1. Сразу бросается в глаза входной параметр функции SystemMessage() - int command , его использование неизбежно приведёт к применению в теле обработчика SystemMessage() этакого мохнатого switch-а. Это не очень хорошо скажется на читабельности кода программы и быстродействие тоже не улучшит.
2. Использование сладкой парочки DWORD param и const ...* data связанно с необходимостью передавать параметры команды. Если параметр один, то его преобразуют и передают в param , в data пишется NULL . Если параметров несколько в data пишется указатель на структуру с параметрами, в param размер структуры. Здесь вообще плохо всё, начиная с ухудшения наглядности и заканчивая необходимостью применения преобразований типов в param и в указателе data , что рано или поздно приведёт к порче памяти и другим трудно обнаружимым ошибкам.
3. И наконец с указателем from , который используется для ссылки на секцию адресата сообщения, тоже не всё гладко. Так как адресат может находиться в другом потоке, то далеко не факт что при получении сообщения или при его обработке он ещё существует и не удалён, что ставит под сомнение его валидность.
Решение проблемы с указателем from.
Проблему обеспечения валидности указателя на секцию можно решить, если использовать вместо обычного указателя умный указатель с подсчетом количества ссылок, тогда если он у кого-то сохранился, то объект, на который он указывает, не удаляется до тех пор, пока не исчезнет последний из указателей. Недостаток такой схемы заключается в том, что память постоянно замусорена ненужными, но не удалёнными объектами, а из-за постоянного копирования этого указателя, при отсылке команды, чрезмерно часто вызываются функции InterlockedIncrement() и InterlockedDecrement(), что не желательно. Поэтому для идентификации секций, вместо указателей я решил использовать уникальные идентификаторы (UID). Так как системные GUID-ы были, на мой взгляд, слишком громоздкими и обладали излишней функциональностью, я использовал свои, которые были компактней и имели аналогичную функциональность. В моём случае использовался класс с четырьмя полями: номер потока, индекс в массиве секций, порядковый номер секции в момент создания, время создания секции в тиках. Поэтому для разных секций одинаковый GUID мог быть создан только в случае переполнения счётчика порядкового номера секции в течении одного тика. В моёй реализации это возможно, только если в течение одной миллисекунды будет создано более 4294967296 секций, что маловероятно. Таким образом, когда происходил поиск секции, для передачи ей команды, всегда можно было корректно определить, существует ли ещё эта секция или уже удаленна. В случае если адресат команды был уже удалён, то команда благополучно игнорировалась, без попыток вызвать удалённую секцию. Такой GUID позволял его легко копировать и хранить, а также исключал возможность использования его как указателя, для прямого доступа к переменным и функциям секции из другого потока.
Привет всем! Иногда игра или программа не работает на полную мощность, т.к. за производительность отвечают не все ядра. В этой статье посмотрим как задействовать все ядра вашего процессора.
Но не ждите волшебной палочки, т.к. если игра или программа не поддерживает многоядерность, то ничего не поделать, если только не переписать заново приложение.
Как запустить все ядра процессора?
Итак, способов будет несколько. По этому показываю первый .
Заходим в пуск - выполнить или клавиши win+r
Выбираем ваше максимальное число процессоров.
Так кстати можно узнать количество ядер процессора. Но это виртуальные ядра, а не физически. Физических может быть меньше.
- Заходим в диспетчер задач — ctrl+shift+esc.
- Или ctrl+alt+del и диспетчер задач.
- Или нажимаем правой кнопкой по панели управления и выбираем диспетчер задач.
Переходим во вкладку процессы. Находим игру и нажимаем правой кнопкой мыши по процессу. Да кстати, игра должна быть запущена. Свернуть её можно или Win+D или alt+tab.
Выбираем задать соответствие.
Выбираем все и нажимаем ок.
Чтобы посмотреть, работают все ядра или нет, то в диспетчере задач заходим во вкладку быстродействие.
Во всех вкладках будет идти диаграмма.
Если нет, то нажимаем опять задать соответствие, оставляем только ЦП 0, нажимаем ок. Закрываем диспетчер задач, открываем опять повторяем все, то же самое, выбираем все процессоры и нажимаем ок.
В ноутбуках, бывает настроено энергосбережение таким образом, что настройки не дают использовать все ядра.
- Win7 — Заходим в панель управления, идем в электропитание - Изменить параметры плана - изменить дополнительные параметры питания - управление питанием процессора - минимальное состояние процессора.
- Win8, 10 — Или: параметры - система - питание и спящий режим - дополнительные параметры питания - настройка схемы электропитания - изменить дополнительные параметры питания - управление питанием процессора - минимальное состояние процессора
Для полного использования, должно стоять 100%.
Как проверить сколько работает ядер?
Запускаем и видим число активных ядер.
Не путайте этот параметр с количеством виртуальных процессоров, который отображены правее.
На что влияет количество ядер процессора?
Многие путают понятие количества ядер и частоту процессора. Если это сравнивать с человеком, то мозг это процессор, нейроны - это ядра. Ядра работают не во всех играх и приложениях. Если в игре например выполняется 2 процесса, один вырисовывает лес, а другой город и в игре заложено многоядерность, то понадобиться всего 2 ядра, чтобы загрузить эту картинку. А если в игре заложено больше процессов, то задействуют все ядра.
И может быть наоборот, игра или приложение может быть написана так, одно действие может выполнять только одно ядро и в этой ситуации выиграет процессор, у которого выше частота и наиболее хорошо сложена архитектура (по этому обычно ).
По этому грубо говоря, количество ядер процессора, влияет на производительность и быстродействие.
Современные компьютеры имеют большие вычислительные возможности, поэтому удивить двух-, четырех- или даже шестиядерным процессором кого-то сложно. Но начинающий пользователь, не знакомый с особенностями технической «начинки» устройства, может заинтересоваться, как включить все ядра на Windows 10, чтобы увеличить производительность компьютера.
Как узнать количество ядер процессора?
Узнать, сколько ядер в процессоре, который установлен на вашем компьютере или ноутбуке, можно с помощью программ, встроенных средств Windows и в описании к ЦП.
В описании ЦП
Посмотрите в инструкции к устройству, какая модель установлена на вашем компьютере. После этого найдите описание процессора в интернете.
Полезно! Посмотреть модель можно и в описании ОС: ПКМ на меню Пуск → Система → в блоке «Система» указано наименование ЦП.
В Windows
Программами
Создано много программ, которые показывают характеристики устройства.
CPU-Z
AIDA64
Условно-бесплатная утилита AIDA64 содержит большой набор функций.
Запустите программу → Системная плата → ЦП → Multi CPU.
Альтернативный вариант: Компьютер → Суммарная информация → блок Системная плата → в строке «Тип ЦП» ЛКМ на процессоре → Информация о продукте .
Сколько ядер используется по умолчанию
Главное запомните! В многоядерном процессоре все ядра работают всегда и одновременно (прочитайте статью « »). В основном они функционируют на разной частоте (в зависимости от настроек BIOS или специальных утилит, которые поставляются вместе с материнскими платами).
Преимущества работы многоядерного ЦП можно представить следующим образом. Если человек наливает в ведро воду из одного крана, он сделает эту работу за один период времени. Если включить второй кран, наполнить ведро можно намного быстрее, но объем воды, который суммарно можно в него вместить, не увеличится.
При использовании двух кранов оптимизируется работа. То же происходит при использовании нескольких ядер в ЦП – он быстрее и продуктивнее обрабатывает данные, которые поступают для вычисления.
Важно! Процессор работает в многопоточном режиме только в случае, если программа, которую он выполняет, для этого оптимизирована. Если производитель софта не воплотил в нем поддержку многоядерных ЦП, будет задействовано только одно ядро.
Как задействовать все ядра?
В Windows 10
Важно! На каждое ядро должно приходиться не менее 1024 Мб оперативной памяти, иначе вы добьетесь обратного эффекта.
В BIOS
Вносить изменения в BIOS можно только в случае, если они «слетели» из-за сбоя в ОС (прочитайте статью « », чтобы узнать, как запустить ПК, если он работает нестабильно). В остальных случаях все ядра процессора в BIOS включаются автоматически.
Чтобы включить все ядра, зайдите в раздел Advanced Clock Calibration в настройках BIOS. Установите в нем показатели «All Cores» или «Auto».
Важно! Раздел Advanced Clock Calibration в разных версиях BIOS может называться по-разному.
Вывод
Во время работы все ядра процессор задействованы, но они функционируют на разной частоте (в зависимости от сделанных настроек). Включить все ядра ЦП можно при загрузке ОС в настройках BIOS или в параметрах «Конфигурация системы». Это сократит время загрузки ПК.
