Почему одно ядро процессора работает медленнее, чем другие?

я сравнивал большое научное приложение и обнаружил, что иногда оно будет работать на 10% медленнее при тех же входных данных. После долгих поисков я обнаружил, что замедление произошло только тогда, когда он работал на core #2 моего четырехъядерного процессора (в частности, Intel Q6600 работает на 2.4 GHz). Приложение является однопоточным и большую часть времени проводит в матричных математических процедурах с интенсивным процессором.

теперь, когда я знаю, что одно ядро медленнее других, я могу получить точный тест результаты путем установки сродства процессора к одному ядру для всех запусков. Тем не менее, я все еще хочу знать, почему одно ядро медленнее.

я попробовал несколько простых тестовых случаев, чтобы определить медленную часть процессора, но тестовые случаи выполнялись с одинаковым временем, даже на медленном ядре #2. Только сложное приложение показало замедление. Вот тестовые примеры, которые я пробовал:

• умножение с плавающей запятой и дополнение:

  accumulator = accumulator*1.000001 + 0.0001;
  

• тригонометрические функции:

  accumulator = sin(accumulator);
  accumulator = cos(accumulator);
  

• целое дополнение:

  accumulator = accumulator + 1;
  

• копия памяти при попытке сделать кэш L2 пропустить:

  int stride = 4*1024*1024 + 37;  // L2 cache size + small prime number
  for(long iter=0; iter<iterations; ++iter) {
      for(int offset=0; offset<stride; ++offset) {
          for(i=offset; i<array_size; i += stride) {
              array1[i] = array2[i];
          }
      }
  }
  

Вопрос: почему одно ядро процессора будет медленнее, чем другие, и какая часть процессора вызывает это замедление?

EDIT: больше испытания показали некоторые плавающая ошибка поведение. Когда я явно устанавливаю сродство процессора, мое приложение не замедляется на core #2. Однако, если он решает работать на core #2 без явно заданного сходства процессора, то приложение работает примерно на 10% медленнее. Это объясняет, почему мои простые тестовые случаи не показали такого же замедления, поскольку все они явно задают сродство процессора. Итак, похоже, что есть какой-то процесс, который любит жить на core #2, но он уходит с пути, если установлено сродство процессоров.

Итог: Если вам нужно иметь точный эталон однопоточной программы на многоядерной машине, то обязательно установите сродство процессора.