编辑 :作为参考(如果任何人碰到这个问题绊),伊戈尔·奥斯特洛夫斯基写了一个伟大的职位有关高速缓存未命中。 讨论了几个不同的问题,例如显示的数字。 编辑完
我做了一些测试<long story goes here>
,我想知道,如果性能差异是由于内存高速缓存未命中。 下面的代码演示了这个问题,并归结下来的关键时序部分。 下面的代码有一对夫妇,在随机访问存储器中,然后按升序地址顺序循环。
我跑了XP的机器(与VS2005编译:CL / O2)上(GCC -Os),并在Linux机器上。 二者产生相似的倍。 这些时间以毫秒为单位。 我相信所有的回路运行,而不是优化掉了(否则会运行“立即”)。
*** Testing 20000 nodes Total Ordered Time: 888.822899 Total Random Time: 2155.846268
难道这些数字有意义吗? 的区别主要是由于L1高速缓存未命中或别的东西怎么回事呢? 有20,000平方公尺的内存访问,如果每个人都缓存未命中,即每小姐约3.2纳秒。 我测试在XP(P4)的机器是3.2GHz的,我怀疑(但不知道)具有32KB L1缓存和512KB L2。 20000项(80KB),我认为没有L2未命中的显著数量。 因此,这将是(3.2*10^9 cycles/second) * 3.2*10^-9 seconds/miss) = 10.1 cycles/miss
。 这似乎是高了我。 也许这不是,也许我的数学不好。 我试图测量高速缓存未命中与VTune™可视化,但我得到了BSOD。 现在我无法得到它连接到许可服务器(GRRRR)。
typedef struct stItem
{
long lData;
//char acPad[20];
} LIST_NODE;
#if defined( WIN32 )
void StartTimer( LONGLONG *pt1 )
{
QueryPerformanceCounter( (LARGE_INTEGER*)pt1 );
}
void StopTimer( LONGLONG t1, double *pdMS )
{
LONGLONG t2, llFreq;
QueryPerformanceCounter( (LARGE_INTEGER*)&t2 );
QueryPerformanceFrequency( (LARGE_INTEGER*)&llFreq );
*pdMS = ((double)( t2 - t1 ) / (double)llFreq) * 1000.0;
}
#else
// doesn't need 64-bit integer in this case
void StartTimer( LONGLONG *pt1 )
{
// Just use clock(), this test doesn't need higher resolution
*pt1 = clock();
}
void StopTimer( LONGLONG t1, double *pdMS )
{
LONGLONG t2 = clock();
*pdMS = (double)( t2 - t1 ) / ( CLOCKS_PER_SEC / 1000 );
}
#endif
long longrand()
{
#if defined( WIN32 )
// Stupid cheesy way to make sure it is not just a 16-bit rand value
return ( rand() << 16 ) | rand();
#else
return rand();
#endif
}
// get random value in the given range
int randint( int m, int n )
{
int ret = longrand() % ( n - m + 1 );
return ret + m;
}
// I think I got this out of Programming Pearls (Bentley).
void ShuffleArray
(
long *plShuffle, // (O) return array of "randomly" ordered integers
long lNumItems // (I) length of array
)
{
long i;
long j;
long t;
for ( i = 0; i < lNumItems; i++ )
plShuffle[i] = i;
for ( i = 0; i < lNumItems; i++ )
{
j = randint( i, lNumItems - 1 );
t = plShuffle[i];
plShuffle[i] = plShuffle[j];
plShuffle[j] = t;
}
}
int main( int argc, char* argv[] )
{
long *plDataValues;
LIST_NODE *pstNodes;
long lNumItems = 20000;
long i, j;
LONGLONG t1; // for timing
double dms;
if ( argc > 1 && atoi(argv[1]) > 0 )
lNumItems = atoi( argv[1] );
printf( "\n\n*** Testing %u nodes\n", lNumItems );
srand( (unsigned int)time( 0 ));
// allocate the nodes as one single chunk of memory
pstNodes = (LIST_NODE*)malloc( lNumItems * sizeof( LIST_NODE ));
assert( pstNodes != NULL );
// Create an array that gives the access order for the nodes
plDataValues = (long*)malloc( lNumItems * sizeof( long ));
assert( plDataValues != NULL );
// Access the data in order
for ( i = 0; i < lNumItems; i++ )
plDataValues[i] = i;
StartTimer( &t1 );
// Loop through and access the memory a bunch of times
for ( j = 0; j < lNumItems; j++ )
{
for ( i = 0; i < lNumItems; i++ )
{
pstNodes[plDataValues[i]].lData = i * j;
}
}
StopTimer( t1, &dms );
printf( "Total Ordered Time: %f\n", dms );
// now access the array positions in a "random" order
ShuffleArray( plDataValues, lNumItems );
StartTimer( &t1 );
for ( j = 0; j < lNumItems; j++ )
{
for ( i = 0; i < lNumItems; i++ )
{
pstNodes[plDataValues[i]].lData = i * j;
}
}
StopTimer( t1, &dms );
printf( "Total Random Time: %f\n", dms );
}