¿Si Windows está ejecutándose en Virtual Box, que a su vez está instalada en Linux, cómo se espera que se comporte en los tiempos de ejecución de un sistema respecto a otro para una misma configuración de hilos y tamaño de imagen?

Hipotesis:

1. Para una misma configuración de hilos y tamaño de imagen, los tiempos de ejecución de Windows Virtualizado serán drásticamente mayores y escalarán peor en comparación con Linux Nativo. Esta diferencia se acentuará a medida que aumente el tamaño de la imagen y el número de hilos, debido a que el overhead de la virtualización se sumará a la ineficacia nativa de Windows y sus librerías como OpenMP para paralelizar grandes cargas de trabajo de forma óptima. 
2. Los tiempos de ejecución de Windows Virtualizado mostrarán una menor cantidad de fluctuaciones aleatorias extremas que en el escenario inverso Linux sobre Windows, pero sus diagramas de cajas reflejarán un desplazamiento hacia valores más altos y una acumulación de datos atípicos al saturar los hilos. Esto ocurre porque, aunque el planificador robusto de Linux nativo estabiliza la entrega de recursos a la máquina virtual, la sobre-suscripción de CPUs virtuales (vCPU overcommit) generará cuellos de botella inevitables dentro del sistema invitado.

Hardware utilizado:

CPU: 

• Ryzen 7 5700 - 3.7 GHz base / 4.6 GHz turbo 8 Núcleos 16 Hilos 
• Gráficos: NVIDIA GeForce RTX 5050 - 8GB GDDR6 
• Memoria: 32GB DDR4 3200 MT/s 
• Tarjeta madre: Chipset A520 (Socket AM4) 
• Almacenamiento: SSD 1TB (PCIe 3.0 M.2) 
• Fuente de poder: 500W - Certificación 80 Plus Bronze 

Set de imágenes de prueba: 

• (Única) 1000 x 1000 Pixeles

Código fuente:

Resultado:

Análisis comparativo de rendimiento de procesamiento:

Graficas:

Evaluación de las hipótesis tras las pruebas:

• Hipótesis 1: Tiempos drásticamente mayores y peor escalabilidad en Windows Virtualizado

ESTADO: COMPLETAMENTE APROBADA. Windows 11 Virtualizado muestra tiempos severamente inflados. El overhead de virtualización en la traducción de contextos se combina con la menor eficiencia de las librerías de paralelización como OpenMP en hilos concurrentes altos dentro de un entorno restringido por VirtualBox. Al pasar de los 8 hilos (límite de vCPUs físicas reales asignadas), la curva de tiempo de Windows Virtualizado se dispara exponencialmente en lugar de reducirse, demostrando una nula capacidad de escalado en comparación con la linealidad de Linux Ubuntu Nativo.

• Hipótesis 2: Menor fluctuación aleatoria externa pero desplazamiento masivo hacia valores altos (vCPU Overcommit)

ESTADO: COMPLETAMENTE APROBADA. Al ser el sistema operativo host Linux Ubuntu, su planificador Completely Fair Scheduler (CFS) entrega recursos de manera sumamente constante y robusta a la máquina virtual, eliminando las interrupciones aleatorias críticas del escenario inverso. Sin embargo, los diagramas de cajas reflejan un desplazamiento sistemático hacia valores altos. Al saturar la configuración a 16, 20 o 32 hilos en Windows, la sobre-suscripción de CPUs virtuales (vCPU overcommit) fuerza colas de espera internas muy largas en la máquina virtual, provocando acumulación de datos atípicos persistentes superiores.

Conclusión:

Es fundamental esclarecer que los resultados de este segundo experimento no determinan bajo ninguna circunstancia que el sistema operativo Windows 11 o sus librerías de paralelización (como OpenMP) sean intrínsecamente deficientes. Al contrario, el ecosistema de desarrollo de Windows está altamente optimizado para exprimir arquitecturas nativas y entornos empresariales dedicados.

Lo que este escenario evidencia de forma contundente es la ineficiencia e incompatibilidad crítica de la virtualización de escritorio (Hipervisores de Tipo 2) cuando se les somete a cargas de procesamiento paralelo masivo y concurrencia de hilos saturada.

Links:

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