Wie wird die CPU unter all den Programmen, die ich benutze, aufgeteilt?
Es ist notwendig ein bisschen zu verstehen, wie Multi-Tasking funktioniert. Dieser erste Teil ist diesem gewidmet.
Alle Prozesse (ein Vorgang eines ausgeführten Programms) haben eine Anzahl von Threads (Tasks). Das ist, was das Betriebssystem sieht und ausführt. Im Grunde führt es eine lange Liste mit Threads aus, welche es sparsam an die CPU für kurze Bearbeitungs-Sprints verteilt (time slices).
Eine CPU kann nur jeweils eine Aufgabe abarbeiten. Für das Multitasking wird die CPU deshalb schnell zwischen den Threads der ausgeführten Programme umgeschaltet. Sie schaltet zwischen den Threads so schnell um, dass der Eindruck entsteht, mehrere Prozesse liefen gleichzeitig ab, obwohl diese sich tatsächlich nur in der Benutzung der CPU abwechseln. Dies gilt auch für Multi CPU (multicore) Systeme, nur daß eben mehrere CPU´s zur Thread Ausführung zur Verfügung stehen, was tatsächlich simultane Ausführungen, anstatt aufeinanderfolgender erlaubt.
Process Lasso hilft bei der Einstellung, wie Threads die CPU untereinander aufteilen. Indem man Thread Prioritäten verändert, gibt man Threads eines Prozesses Vorrang vor den Threads anderer Prozesse. Im Falle, daß mehrere Threads die CPU zur selben Zeit benutzen müssen, hilft diese Priorität dem Betriebssystem zu entscheiden, welcher Thread wichtiger ist.
Was bedeutet Process Lasso´s ´ProBalance´Technologie?
ProBalance steht für Prozess Balance und ist der Name unseres proprietären Algorhytmus, der vorübergehend die Priorität einiger Hintergrundprozesse verringert, um Ihr System während hoher Auslastung Reaktionsfähig zu halten.
Wenn Ihre CPU ausgelastet ist, sogar bei multicore Systemen kommt das vor, kann die Reaktionsgeschwindigkeit des Vordergrundprozesses (denjenigen, den Sie gerade benutzen) schwer vermindert werden. Das kommt daher, weil der Windows Scheduler dem Vordergrundprozess nicht genügend hohe Vorrechte gegenüber der Hintergrundprozessee einräumt, welche viele CPU Zyklen verbrauchen. Das ist konzeptionell so gestaltet, um zu gewährleisten, daß sich Windows gegenüber der Hintergrundprozesse fair verhält und der Vordergrundprozess selbst nicht die CPU monopolisiert.
In der Praxis jedoch stellt man häufig fest, daß Hintergrundprozesse die Benutzung des Computers behindern. Manchmal wegen eines Fehlers, der in einem Hintergrundprozess auftaucht, manchmal eben nur weil die CPU so ausgelastet ist. Auf einem Ein-CPU System kann ein einziger Thread bei normaler Priorität den Computer zu einem fast nicht behebbaren Stillstand bringen. Das haben Sie sicherlich schon erlebt...Ihre Maus bewegt sich nur noch einmal in der Sekunde, oder so, als ob das ganze System zum völligen Stillstand käme.
Process Lasso verringert auf intelligente Weise die Prioritätsklasse von Hintergrundprozessen, sobald sie die Reaktionsfähigkeit des Systems behindern. Dies schadet nicht wirklich der Leistungsfähigkeit der Hintergrundprozesse, da sie nach wie vor einen beträchtlichen Anteil der CPU Verfügbarkeit erhalten, aber es hilft der Reaktionsgeschwindigkeit der Vordergrundprozesse immens. Letztendlich braucht es normalerweise nur ein paar CPU Zyklen um die Threads des Vordergrundprozesses reaktionsfähig zu halten. Diese Zyklen - wenn nötig - von den Hintergrundprozessen zu nehmen, ist diesen kaum abträglich. Process Lasso ist konzeptionell nicht aufdringlich und verringert Prioritäten nur wenn angebracht, um somit zu gewährleisten, daß auch die Hintergrundprozesse noch ordentlich laufen.
Windows teilt Vordergrund-Threads größere Zeitabschnitte zu, um einen Vordergrund-boost zu erzeugen. Jedoch reicht das nicht aus, um das Problem der Reaktionsgeschwindigkeit bei hohen Auslastungen zu lösen. Eine weiterere Erhöhung der Vordergrund-Prozessprioritäten bringt auch keine Lösung (siehe nächster Abschnitt).
Warum Vordergrund-Prozess boosting nicht funktioniert
Windows benutzt schon Vordergrund-Prozess boosting. Ein weiteres Erhöhen der Prioritätsklasse der Vordergrund-Prozesse ist nicht effizient. Tatsächlich haben unsere Forschungen gezeigt, dass zusätzliches Vordergrund-Prozess boosting eine ganze Reihe von Komplikationen mit sich bringt. Im Wesentlichen kann es kritische Hintergrundprozesse des Systems ´verhungern´ lassen. Die beste Lösung ist die vorübergehende Verringerung der Prioritäten von sorgfältig ausgewählten Hintergrundprozessen, so wie Process Lasso´s ProBalance das praktiziert. Seien Sie vorsichtig bei allen Hilfsprogrammen, die behaupten die Leistungsfähigkeit Ihres PC´s zu steigern, indem sie die Priorität der Vordergrund-Prozesse anheben, oder bei solchen, die leichtsinnig die Priorität aller Hintergrundprozesse verringert.
Anmerkung für Skeptiker (Konzeptioneller Beweis)
In Anbetracht der verschiedenen Betrugsmaschen, die es so gibt, wie z. B. Speicherdefragmentierer, ist es nur natürlich, daß die Benutzer skeptisch sind. Das am meisten benutzte Argument kommt von jenen, die übermäßig viel Vertrauen in die Leistungsfähigkeit des Windows CPU Scheduler´s haben. Diese Leute behaupten, das *wenn* der Windows Scheduler so geschrieben wurde, wie er sein sollte, die Hintergrundprozesse sicherlich den Vordergrundprozessen nicht bedeutsam in die Quere kommen können. Man hört dieses Argument auch besonders aus der Ecke der Nicht-Windows-Benutzer, die die Leistungsfähigkeit des Windows Scheduler´s nicht aus der Praxis kennen.
Traurig, aber wahr, der Windows Scheduler räumt den Threads der Vordergrundprozesse nicht genügend Prioritäten ein, um mit vielen gewöhnlichen Szenarien in der Realität klar zu kommen. Um es klar zu machen, der Scheduler gibt dem Vordergrundprozess, speziell dem Vordergrundthread, einige Vorrechte gegenüber den Hintergrundthreads. Jedoch genügt diese Steigerung einfach nicht, und sie skaliert sich auch nicht automatisch, um sich an veränderte Systembedingungen anzupassen.
Im nächsten Abschnitt wird eine Laufzeit Demonstration dargestellt. Bevor Sie Ihre Skepsis öffentlich zum Ausdruck bringen, laden wir Sie herzlichst ein, den untenstehenden Test auszuprobieren.
Testen Sie jetzt Ihr System
Wir haben einen "CPU-Fresser" entwickelt, mit dem Sie Process Lasso testen können. Dieser CPU-Fresser erstellt eine Handvoll Threads, die alle bei NORMALER Priorität laufen. Diese Threads verbrauchen einfach CPU Zyklen. Wenn also der Windows CPU Scheduler sich so verhält, wie Sie erwarten würden, bekämen die anderen Prozesse genügend CPU Zyklen um reaktionsfähig zu bleiben - sogar während der CPU-Fresser im Hintergrund läuft. Unglücklicherweise ist das Ergebnis ein anderes. Die Reaktionsfähigkeit Ihres Computers wird sich beträchtlich vermindern, so lange der CPU-Fresser läuft. Sehen Sie selbst...
Download 64-bit CPU Fresser (nur für Windows x64)
Benutzeranleitung
1. Laden Sie den oben stehenden Link herunter, passend zu Ihrem Betriebssystem
2. Das CPU Fresser Kontrollprogramm startet automatisch
3. Drücken Sie START, um den Test als Hintergrundprozess bei normaler Priorität zu beginnen
4. Falls Ihr PC einzufrieren scheint, weil Process Lasso´s ProBalance nicht aktiviert ist, WARTEN Sie bis der Test nach einer Minute beendet ist (oder je nachdem wie lange Sie angegeben haben), und alles kehrt wieder in den normalen Zustand zurück. Wir erhöhen auch temporär die Priorität des Kontrollprogramms, damit Sie hoffentlich in der Lage sein werden STOP zu drücken, um den Hintergrundprozess zu beenden, der sich der CPU Zyklen bemächtigt hat. Falls Process Lasso läuft und ProBalance aktiviert ist, werden Sie dieses Problem nicht haben.
Beachten Sie, daß wenn Sie Process Lasso nicht installieren, der Test einfach nur die Defizite des Windows CPU Schedulers aufzeigt. Sie müssen Process Lasso installieren, um die Vorzüge von ProBalance zu sehen.
WARNUNG: Als Vorsichtsmaßnahme empfehlen wir alle Dokumente vor diesem Test abzuspeichern. Stellen Sie sicher, daß Sie Ihren PC nicht Neustarten während Sie den CPU-Fresser ohne ProBalance testen. Ihr Computer wird nach 60 Sekunden wieder besser reagieren. Sie stimmen zu, alle Risiken dieses Tests zu akzeptieren. Es gibt keine außergewöhnlichen Risiken, aber Ihr System wird schwer belastet, was auf Systemen ohne zureichende Wärmeableitung zu Problemen führen kann. Allgemein führen Sie diesen Test auf eigenes Risiko durch. Wir müssen Sie darüber in Kenntnis setzen, und Sie müssen zustimmen, um diesen Test durchzuführen.
Der Test dauert 2 Minuten, probieren Sie es aus!
Wie der Test funktioniert
Es ist einfach die Defizite des Windows Scheduler´s zu demonstrieren. Als erstes, um es einfach zu halten, bleiben wir bei einem System mit nur einer CPU. Diese Demonstration kann ganz einfach auf mehrere Kerne skaliert werden, aber es ist einfacher das Konzept anhand einer einzigen CPU zu beschreiben.
Zuerst erstellt man einen Prozess, der nichts anderes macht, als unendlich weiterzulaufen, und somit alle ihm zur Verfügung stehenden CPU Zyklen verbraucht. Wir nennen dies einen CPU-Fresser. Dann führt man diesen Prozess aus, wie jede andere Anwendung, in einer normalen Prioritätenklasse. Falls der Windows CPU Scheduler wie erwartet arbeitet, sollte die Leistung der anderen Prozesse im System, und des Vordergrundprozesses nicht schwerwiegend beeinträchtigt sein. Unglücklicherweise werden Sie feststellen, daß dieser einzelne Prozess, bei normaler Priorität, die anderen Prozesse buchstäblich verhungern läßt, so daß das ganze System fast zum völligen Stillstand kommt - sogar das Beenden des verursachenden Prozesses ist sehr schwierig. Dies gilt sogar für den Vista CPU Scheduler, trotz all seiner Verbesserungen.
Um diese Argumentation auf mehrere CPU´s zu skalieren, erlauben Sie dem CPU-Fresser einfach mehrere Threads, oder starten Sie den CPU-Fresser Prozess mehrmals. Man kann denselben Effekt erzielen.
Manuelle Einstellungen können helfen
Mit den großartigen Funktionen von ProcessLasso , wie z. B. voreingestellten Prozessprioritäten- und Affinitäten, können Sie die Leistung Ihres Systems wirklich fein einstellen. ProBalance ist hervorragend, um die Reaktionsfähigkeit Ihres Systems automatisch zu verbessern, aber falls Sie nach weiteren Einstellmöglichkeiten suchen, stellt Process Lasso Ihnen diese zur Verfügung. Kein automatisierter Algorythmus kann von menschenhand gemachte, intelligente Einstellungen ersetzen.
Forschung von Außenstehenden und Links
Der von Process Lasso angesprochene Sachverhalt ist quer über das Internet reichlich dokumentiert. Aufgrund dessen, daß wir voreingenommen wahrgenommen werden (obwohl wir nur der Wahrheit gegenüber voreingenommen sind), haben wir uns entschlossen die Forschung von Außenstehenden zu publizieren. Hier sind ein paar schnelle Links, und wir werden bald weitere hinzufügen.
- Everything you never wanted to know about OS multi-tasking (and why out of control processes need priority adjustment)
"I should also note that Windows has other scheduling complications, such as "foreground" and "background" tasks [...] However, the bottom line, in my humble opinion, is that the operating system is more concerned in ensuring that a task that is not ready to run does not, than making sure all tasks get a fair shake. [...] We can, however, detect thread and process CPU utilization, and help the operating system to adjust the prioritizations." - -(c) Tim Murgent of TMergent Technologies
- Hardware Virtualization: the Nuts and Bolts
"One process that takes up 100% of the CPU time may slow the other applications to snail speed for example, despite the fact that modern OSes use preemptive multitasking." - -(c) Johan De Gelas, AnandTech
