ハードウェア メモリ バリアはアトミック操作の可視性を高速化しますか?

ハードウェア メモリ バリアはアトミック操作の可視性速度に影響しますか?

問題の説明:

プロデューサー/コンシューマー キューに、不必要なメモリ フェンスやより強力なメモリ順序を組み込むことで、アトミック操作の可視性が向上しますか?目標は、スループットの低下を犠牲にして潜在的にレイテンシーを削減することです。

ハードウェア メモリ バリア機能:

ハードウェアはメモリ フェンスをインストールし、メモリ フェンスで指定された特定のメモリ順序を強制します。 Cメモリモデル。これらのフェンスは、特定のメモリ操作が定義されたシーケンスで発生し、他のすべてのコアから認識できることを保証します。

アトミック操作の可視性への影響:

一方、ハードウェア メモリ バリアは必要な動作を保証します。適切なメモリ順序によるアトミック操作の可視性は、通常、可視性のレイテンシに大きな影響を与えません。これは、CPU がデマンド負荷を優先し、必要に応じてメモリからデータを取得するためです。

バリアが遅延を改善しない理由:

ストア バッファ ドレイン:
1. バリアは、ストア バッファがデータをキャッシュにコミットする速度に直接影響しません。 CPU は、データをグローバルに表示できるように、できるだけ早くキャッ​​シュにコミットしようとしています。
負荷の優先順位付け:
2. CPU は、他のメモリ アクセスよりも要求の負荷を優先します。ロードの前のバリアはロードを遅らせるだけで、加速することはできません。
アウトオブオーダー実行:
3. アウトオブオーダー CPU は古いものから順に優先順位を付けるため、後のロードがロードをロードする可能性は低くなります。現在のロードがリクエストを完了する前に、未処理のロード バッファを埋めます。

例外と注意事項:

特定のシナリオでは、バリアは可視性の遅延に軽微な副次的な影響を与える可能性があります。 :

データをより高いキャッシュ レベルにプリエンプティブに書き戻すことで、キャッシュ ミス ペナルティを軽減します。

• PowerPC の非 seq_cst 操作により、論理コア間のストア転送を有効にできます。

結論:

不必要なメモリ フェンスやより強力なメモリ順序は、通常、アトミック操作の可視性のレイテンシを改善しません。 CPU はロードおよびストア操作を最適化し、バリアに依存せずに遅延を最小限に抑えます。潜在的なボトルネックを特定し、それに応じてコードを最適化するには、慎重なプロファイリングをお勧めします。

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