代码 execution/cpu 速度每 2 秒减慢一次

Question

（这是一个 cros 软件-硬件主题，它最初是我的一个编程问题，但在所有故障排除之后我认为它是可能硬件问题（也许更适合超级用户？）但我还没有解决它，所以我不确定，希望这个社区能分享一些相关的 cpu 理论。无论如何...... )

我正在编写一个实时渲染程序，并且一直被可见的帧率故障所困扰，这种故障持续每 2 秒发生一次。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，因此我认为这是一个 cpu 问题，不属于程序。

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;
}

典型的输出看起来像这样，它清楚地显示了每 2 秒有一些较慢的帧：

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。）

我试过用 g++ 和 clang 编译，都产生了这个异常。（g++ 版本整体表现更好一些。）

我突然想到，自从我组装这台电脑以来，除了我自己的项目，我还没有运行任何 3d 应用程序，所以我尝试了运行随附的全息图演示使用 LunarG Vulkan API 和一些屏幕保护程序，果然每 2 秒就有一次故障。（它在屏幕保护程序中不太明显。）所以我很欣慰地知道至少它是系统范围的，而不是我的程序做错了什么。

系统规格：

cpu：AMD 锐龙 7 1800X
主板：MSI B350 Tomahawk Arctic
内存：1x16GB DDR4 3200
显卡：GeForce GTX 1050 Ti
psu：美洲狮 CMX 1000
os: Linux Mint 18.1 64 位

看来我用 1000W psu 过度了，所以瓦数不足不是问题。除非 Cougar psu 有一些缺陷导致每 2 秒短暂下降一次？

知道是什么原因造成的吗？我能做些什么？

编辑：有关我的渲染问题的更多详细信息：

我围绕 OpenGL 构建我的引擎已经有很长一段时间了，只要我一直在这台机器上工作，这个问题就一直存在。在那之前，我的旧电脑也有类似的随机跳帧，它有自己的问题（旧游戏笔记本电脑的电池寿命为 20 分钟，并且容易过热到足以触发安全关闭），所以这就是为什么我没有立即想到的原因这是一个硬件问题。我一直在计划将我的项目移植到 Vulkan，所以我不再担心跳帧问题，希望它会在我更改渲染时消失 API。但是现在我正在经历 this Vulkan tutorial 并且我已经看到在像教程中那样绘制旋转四边形时跳帧了。

我一直在尝试绕过 Vulkan 交换链，试图对此进行优化。我拥有的 most 最佳解决方案是让一个线程专用于每 1/60 秒调用一次 vkQueuePresentKHR（using std::this_thread::sleep_until 在调用之间等待），并设置 Vulkan 存在模式VK_PRESENT_MODE_IMMEDIATE_KHR，并用另一个线程提前绘制最多 7 个其他交换链图像，因此交换线程不必等待它们（而且我知道这可能不是最安全的方法它根据 Vulkan 规范）。使用此设置，对 vkQueuePresentKHR 的调用通常需要 0.000050 到 0.000300 秒到 return，但每 2 秒至少有 1 帧需要 > 0.01 秒，如果我是使用 VK_PRESENT_MODE_FIFO_KHR 并且调用几乎没有错过 vblank 并且不得不等待下一个，但是我正在使用 VK_PRESENT_MODE_IMMEDIATE_KHR 所以我不知道发生了什么，除了无论在引擎盖下在 vkQueuePresentKHR 中调用的代码受到我的性能异常的严重影响。

Answer 1

你做的测试太敏感了。

在我的电脑上，它不会每 2 秒打印一次东西。但是当我 alt-tab 到其他应用程序并做某事时，尤其是。访问一个文件系统，它会打印几行。即使我只是闲着等待，它也会每 10-30 秒随机打印一行。顺便说一句，在 Windows 10 上的 Ubuntu 中，将 clang 4.0 与 libc++ 运行ning 结合使用，Intel Xeon CPU.

现在关于您的 3D 渲染问题。

在您的 Linux PC 上，您记录的每次减速的绝对值约为 0.5-1 毫秒。如果你像我一样有一个 60 Hz 的显示器，则显示器的 1 帧 = 16.6 毫秒。就其本身而言，1 毫秒的延迟（可能由 OS 引入）不足以成为渲染跳帧的充分理由。

可能是您的代码 + 示例代码中的问题，您在其中构造交换链 and/or 并在其中展示内容。仅仅因为它们是 SDK 示例并不意味着它们可以保证在您的特定 PC 上正常工作。

可能是 Vulkan 驱动程序的问题。要对此进行测试，运行一个 OpenGL-based 屏幕保护程序并查找这些丢失的帧。

或者可能只是与 Vulkan 无关的 GPU 驱动程序的问题。在这种情况下，您可能会看到与 OpenGL 相同的问题。

Answer 2

性能问题的原因是 this panel applet that monitors gpu temperature.

代码 execution/cpu 速度每 2 秒减慢一次

code execution/cpu speed slows down every 2 seconds

c++

cpu

performance

framebuffer

cpu-usage