Какие операции требуют наибольшей нагрузки на процессор (CPU)?

Операции, требующие наибольшей нагрузки на процессор, обычно связаны с выполнением сложных математических вычислений или обработкой больших объемов данных. Вот несколько примеров: 

1. Многопоточные вычисления: выполнение параллельных задач или одновременное выполнение нескольких программ.

2. Криптографические вычисления: шифрование и дешифрование больших объемов данных.

3. Обработка изображений и видео: выполнение сложных алгоритмов для обработки и сжатия изображений или видео.

4. Математические вычисления: выполнение сложных математических операций, таких как умножение матриц, нахождение корней уравнений и вычисление интегралов.

5. Симуляции физики: выполнение вычислений, связанных с моделированием физических процессов, таких как симуляция жидкостей или гравитационных полей.

Наиболее нагружающими операциями для графического процессора (GPU) являются операции связанные с обработкой графики, такие как рендеринг трехмерных моделей, шейдерные вычисления и обработка изображений.

В качестве алгоритма для стресс-тестирования можно использовать различные бенчмарки и тесты производительности, которые имеют возможность нагружать процессор или графический процессор. Некоторые из них известны как Prime95, Intel Burn Test, FurMark, Heaven Benchmark, Cinebench и другие.

Открытые реализации, достойные внимания, могут включать в себя Linpack (для CPU), который широко используется для тестирования и проверки производительности, а также бенчмарки, такие как Octane Render и Blender, которые имеют открытые составляющие и могут быть использованы для тестирования процессора и графического процессора.

Лучше все операции, кроме noop, проводить так, чтобы они не затрагивали оперативную память или pci шину. Для этого необходимо подобрать размер набора данных, с которыми работает алгоритм так, чтобы он умещался в кеш каждого ядра процессора (у современных процессоров и GPU разные уровни кеша, которые могут быть связаны с конкретными ядрами или общими). Также следует подбирать операции таким образом, чтобы максимально задействовать вычислительные ресурсы процессора, идеально - использовать все его особенности. Математические библиотеки, например, для работы с матрицами, представляют готовые реализации, а для определения размеров рабочих наборов следует проводить эксперименты.