순차 일관성을 갖춘 `std::atomic::store`가 x86에서 XCHG를 사용하는 이유는 무엇입니까?

순차 일관성을 갖춘 std::atomic 저장소가 XCHG를 사용하는 이유는 무엇인가요?

원자 메모리 작업의 맥락에서 std::atomic은 다음에 대한 순차 일관성 보장을 제공합니다. 그 매장 운영. 즉, std::atomic::store를 사용하여 수행된 모든 쓰기는 동일한 위치에서 수행되는 모든 후속 메모리 작업에서 볼 수 있습니다.

XCHG와 메모리 장벽이 있는 Store

구현 순차적 일관성을 위한 std::atomic::store는 일반적으로 x86 및 x86_64 아키텍처에서 XCHG 명령어를 사용합니다. 이 명령어는 메모리 위치에 저장된 값이 새로운 값으로 대체되는 원자 교환 작업을 수행합니다.

메모리 장벽이 뒤따르는 간단한 저장 작업보다 XCHG가 선호되는 이유에 대한 의문이 생깁니다. 일반 저장소는 데이터가 메모리에 기록되도록 보장하지만 쓰기가 다른 스레드나 프로세서에 표시된다는 보장은 없습니다. asm 휘발성("" ::: "memory")과 같은 메모리 장벽은 프로세서가 보류 중인 모든 쓰기 버퍼를 플러시하고 여러 프로세서에서 메모리 작업을 동기화하도록 합니다.

XCHG를 사용하는 이유

XCHG가 순차 일관성 구현에 적합한 선택으로 간주되는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. std::atomic::store:

1. Atomic Nature: XCHG는 원자 명령으로, 분할할 수 없는 단일 작업으로 실행됩니다. 이렇게 하면 다른 프로세서나 스레드의 인터리브 없이 쓰기 작업과 이전 값 로드가 발생합니다.
2. 강력한 메모리 장벽: XCHG 명령어는 x86에서 전체 메모리 장벽 역할을 합니다. 아키텍처. 이는 프로세서가 쓰기 버퍼를 플러시하고 메모리 위치의 캐시된 복사본을 무효화하도록 강제합니다. 이렇게 하면 XCHG에 의한 모든 변경 사항이 모든 후속 메모리 작업에 표시됩니다.
3. 성능 고려 사항: Intel Skylake와 같은 특정 CPU에서 순차 일관성을 위해 XCHG를 사용하면 저장소와 메모리 배리어의 조합. XCHG는 명시적인 메모리 장벽과 관련된 오버헤드를 방지하여 대기 시간을 줄이고 성능을 향상시킵니다.

대체 접근 방식

XCHG는 std::atomic의 순차적 일관성을 위한 일반적인 구현 선택입니다. :store, 사용할 수 있는 대체 접근 방식이 있습니다. 한 가지 옵션은 MOV 명령어와 MFENCE 명령어를 사용하는 것입니다. MOV는 일반 저장 작업을 수행하는 반면 MFENCE는 전체 메모리 장벽 역할을 합니다. 이 접근 방식은 특정 경우에 일부 컴파일러에서 사용됩니다.

결론

요약하자면, std::atomic::store에서 순차 일관성을 위해 XCHG를 사용하면 여러 스레드와 프로세서에서 쓰기 작업을 표시하고 올바르게 정렬할 수 있는 안정적이고 효율적인 방법을 제공합니다.

위 내용은 순차 일관성을 갖춘 `std::atomic::store`가 x86에서 XCHG를 사용하는 이유는 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!