std::hardware_destructive_interference_size 및 std::hardware_constructive_interference_size는 어떻게 메모리 액세스 최적화에 도움이 됩니까?

std::hardware_destructive_interference_size 및 std::hardware_constructive_interference_size 이해

소개

C 17에서는 두 개의 정적 constexpr 상수인 std::hardware_destructive_interference_size와 std::hardware_constructive_interference_size, 캐시 라인 크기에 대한 정보를 제공합니다. 그러나 이러한 상수는 단순히 L1 캐시 라인 크기를 얻는 것 이상의 더 넓은 목적을 가지고 있습니다.

L1 캐시 라인 크기와의 관계

이러한 상수의 목적은 최적의 오프셋을 나타내는 값을 제공하는 것입니다. 또는 거짓 공유를 방지하거나 실제 공유를 촉진하기 위해 데이터 구조를 제한합니다. 이론적으로는 이러한 값이 L1 캐시 라인 크기와 잘 일치해야 하지만 실제로는 그렇지 않을 수도 있습니다.

사용 사례

이러한 상수는 다양한 시나리오에서 사용할 수 있습니다.

• 파괴적인 간섭 방지(거짓 공유): By 시간적으로 분리된 액세스 패턴을 경험하는 객체가 메모리에서 충분히 멀리 떨어져 배치되도록 하면(hardware_destructive_interference_size와 동일) 거짓 공유가 완화될 수 있습니다.
• 구조적 간섭 촉진(진정한 공유): hardware_constructive_interference_size와 일치하는 크기 및 정렬 내에서 개체를 할당하면 다음을 보장하는 데 도움이 될 수 있습니다. 객체는 메모리에 서로 가깝게 배치되어 데이터 공유를 촉진하고 캐시 누락을 줄입니다.

제한 사항 및 예방 조치

이러한 상수는 컴파일 타임에 정의되며 반드시 실제 캐시를 나타내지는 않습니다. 런타임 시 라인 크기. 머신마다 캐시 라인 크기가 다를 수 있습니다.

성능 극대화가 중요한 요구 사항인 경우 전처리기 매크로를 사용하거나 캐시 라인을 감지하는 플랫폼별 라이브러리를 사용하여 정확한 캐시 라인 크기 값을 정의하는 것이 좋습니다.

예제 프로그램:

제공된 예제 프로그램은 이러한 상수를 효과적으로 사용할 수 있는 방법을 보여줍니다. 이는 서로 다른 정렬을 갖는 int 래퍼 배열과 서로 다른 정렬을 갖는 int 쌍을 할당하여 잘못된 공유를 보여주며 성능에 미치는 영향을 보여줍니다.

이 프로그램에는 유틸리티 함수인 캐시_라인_크기()도 포함되어 있습니다. 폴백으로 사용하거나 가능한 경우 알려진 L1 캐시 라인 크기를 사용하도록 컴파일 중에 재정의할 수 있습니다.

이러한 상수를 이해하고 사용함으로써 적절하게, 효율적인 메모리 액세스와 향상된 성능을 위해 코드를 최적화할 수 있습니다.

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