Apakah Faedah Susunan Semula Memori untuk Pemproses dan Penyusun?

Penyusunan Semula Memori dan Faedahnya untuk Pemproses dan Penyusun

Dalam bahasa pengaturcaraan seperti Java, susunan operasi memori berlaku tidak ditakrifkan dengan jelas dan boleh berbeza-beza bergantung pada pemproses dan pengkompil digunakan. Kebolehubahan ini, yang dikenali sebagai penyusunan semula memori, boleh memperkenalkan kerumitan dalam tingkah laku program, terutamanya apabila berurusan dengan aplikasi berbilang benang. Walau bagaimanapun, penyusunan semula memori juga membawa faedah prestasi yang ketara untuk pemproses dan penyusun.

Cara Susun Semula Memori Membantu Pemproses

Penyusunan semula memori membolehkan pemproses mengoptimumkan pelaksanaan arahan dengan menyusun semula beban dan operasi stor. Ini amat berfaedah untuk pemproses pelaksanaan yang tidak tertib, yang boleh meningkatkan prestasi dengan melaksanakan arahan dalam susunan yang berbeza daripada urutan asalnya.

Dengan membenarkan susunan semula StoreLoad, pemproses boleh menyembunyikan kependaman kesilapan cache. Apabila arahan kedai komited untuk cache, ia menjadi kelihatan secara global kepada teras lain. Walau bagaimanapun, jika arahan pemuatan berikutnya perlu mengakses data yang sama, ia mesti menunggu sehingga stor selesai. Dengan menyusun semula arahan beban sebelum kedai, pemproses boleh terus melaksanakan secara spekulatif. Jika arahan stor tidak menyebabkan kehilangan cache, arahan memuatkan boleh dilengkapkan tanpa menunggu.

Cara Menyusun Semula Memori Membantu Penyusun

Penyusunan semula memori juga memberi manfaat kepada penyusun dengan membenarkan mereka mengoptimumkan kod dengan lebih agresif. Memandangkan susunan operasi tidak dikuatkuasakan dengan ketat, pengkompil boleh menyusun semula kod untuk memanfaatkan peluang untuk penyelarasan dan pengoptimuman lain. Contohnya, pengkompil boleh menyusun semula operasi untuk mengurangkan bilangan kehilangan cache atau mengumpulkan operasi yang serupa untuk prestasi yang lebih baik.

Penyusunan Memori yang Lemah dan Pengoptimuman Pengkompil

Model memori Java sengaja membenarkan yang lemah susunan ingatan. Ini bermakna seni bina perkakasan yang tidak memberikan jaminan pesanan memori yang kuat (seperti ARM dan PowerPC) boleh digunakan untuk melaksanakan Mesin Maya Java (JVM). Susunan memori yang lemah membolehkan penyusun mengoptimumkan kod dengan lebih agresif dengan mengalih keluar halangan memori yang tidak perlu. Tanpa susunan memori yang lemah, JVM akan memerlukan halangan memori selepas setiap kedai dan sebelum setiap pemuatan, yang akan memberi kesan ketara kepada prestasi.

Faedah Tambahan Susunan Semula Memori

Selain membenarkan pelaksanaan di luar pesanan dan pengoptimuman pengkompil, penyusunan semula memori boleh mempunyai faedah prestasi lain, seperti:

• Muatkan Spekulasi: Pemproses secara spekulatif boleh melaksanakan beban mendahului kebergantungan mereka, membolehkan mereka menyembunyikan latensi daripada kesilapan cache.
• Penimbalan Kedai: Pemproses gunakan penimbal stor untuk memisahkan arahan stor daripada komit cache. Ini membolehkan kedai melaksanakan secara spekulatif, meningkatkan prestasi untuk aplikasi yang melakukan berbilang penulisan pada baris cache yang sama.
• Kos Penyegerakan Dikurangkan: Dengan membenarkan penyusunan semula memori, penyusun boleh mengelak daripada menggunakan primitif penyegerakan dalam kod yang tidak memerlukan pesanan yang ketat. Ini mengurangkan overhed dan meningkatkan prestasi.

Kesimpulan

Penyusunan semula memori ialah teknik penting yang digunakan untuk meningkatkan prestasi pemproses dan penyusun. Walaupun ia boleh memperkenalkan kerumitan dalam tingkah laku program, ia juga memberikan faedah prestasi yang ketara dengan membenarkan pelaksanaan yang tidak mengikut pesanan, beban spekulatif dan pengoptimuman pengkompil. Memahami mekanisme dan faedah penyusunan semula memori adalah penting untuk mengoptimumkan prestasi aplikasi selari dan berbilang benang.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah Faedah Susunan Semula Memori untuk Pemproses dan Penyusun?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!