我有一个用C++编写的本机多线程Win32应用程序，它有大约3个相对繁忙的线程和4到6个不做那么多的线程。当它在正常模式下运行时，在8核机器上，总CPU使用量加起来约为15%，应用程序在约30秒内完成。当我通过将亲和掩码设置为0x01将应用程序限制为仅一个核心时，它会在23秒内更快地完成。
我猜这与当限制在一个物理核心和/或一些并发内存访问问题时同步更便宜有关。
我运行的是Windows 7 x64，应用程序是32位的。CPU为Xeon X5570，具有4个内核，并启用了HT。
有人能详细解释一下这种行为吗？为什么会发生这种情况，以及如何提前预测这种行为？
更新：我想我的问题不是很清楚。我想知道为什么在一个物理核心上它会更快，而不是为什么在多个核心上它不会超过15%。
这个问题非常模糊，所以只是基于典型线程问题的一些随机猜测。
一个明显的候选者是争用，线程争夺锁，实际上是串行运行而不是并行运行。您最终将为线程上下文切换付费，却得不到任何好处。这是C++中很容易忽略的问题，CRT和C++标准库中有很多低级锁定。两者最初都是在不考虑螺纹的情况下设计的。
在具有强内存模型的cpu内核（如x86和x64）上常见的一个问题是"错误共享"。当多个线程更新同一L1高速缓存行内的内存位置时，就会发生这种情况。然后，处理器花费大量的马力来保持核心缓存的同步。
只有当程序实际受执行约束时，才能从多个执行核心中获得好处。如果它的内存受限，你就无法获得好处。您的机器仍然只有一条内存总线，如果您操作的数据无法容纳cpu缓存，这将是一个强大的瓶颈。核心将简单地停滞，等待总线赶上。它仍然被计算为cpu时间，因此在cpu使用统计数据中不可见，但实际工作几乎没有完成。
很明显，您需要一个好的探查器来解决这类问题。
如果不说明应用程序，很难猜测是什么导致了应用程序运行缓慢。如果你想进行详细的分析，我们可以考虑以下因素-
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处理器间通信：应用程序中线程之间的通信量。如果他们经常通信，那么的这种行为会给你带来开销
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处理器缓存体系结构：这是另一个重要因素。您应该知道由于线程在不同的处理器上运行，处理器的缓存将如何受到影响。在共享缓存中将发生多少抖动。
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页面错误：也许由于程序的顺序性，在单处理器上运行会导致较少的页面错误？
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锁定：锁定代码中的开销？这不应导致经济放缓。但除了上述因素之外，这可能会增加一些开销。
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处理器上的NoC：当然，如果您将不同的线程分配给不同的处理器核心，并且它们正在通信，那么您需要知道它们所走的路径。它们之间有专用连接吗？也许你应该看看这个链接。
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处理器负载：最后但并非最不重要的是，我希望您没有在其他处理器内核上运行其他任务，这会导致大量上下文切换。上下文切换通常非常昂贵。
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温度：如果cpu核心正在升温，您应该考虑的一个影响是处理器时钟减慢。我认为，你不会有这种影响，但这在很大程度上也取决于环境温度。
考虑到内存延迟对性能的巨大影响，这几乎肯定与缓存有关。
通过在单个核心上，一级和二级缓存会保持特别热，这比在多个核心上扩展时要热得多。
三级缓存将在所有核心之间共享，因此不会有任何不同，但速度当然要慢得多，因此通过将位置移动到一级和二级缓存，您可以获得很多好处。
"当它在正常模式下运行时，8核机器上的总CPU使用量加起来约为15%"
只有15%的使用率向我提出了另一种可能的解释：你的线程不做I/O吗？我的猜测是，I/O操作决定了应用程序的总体时间，而不是CPU使用情况。在大多数情况下，当I/O作业是多线程的时，I/O密集型应用程序会变得更慢（只需考虑同时复制两个文件，而不是一个接一个）。
就问题而言，线程在多个内核上运行时相互通信，导致进程执行速度相对较慢。而将线程限制在一个物理核心内不需要线程之间的任何相互通信，因此进程会加快。
这也可能取决于正在执行的任务：如果线程需要低资源，这可能是真的，否则将物理核心限制在一个核心可能不会在所有情况下都富有成效。