Quel est le lien entre « std::hardware_destructive_interference_size » et « std::hardware_constructive_interference_size » et la taille de la ligne de cache L1, et quelles sont les implications pour le code multiplateforme ?

Comprendre std::hardware_destructive_interference_size et std::hardware_constructive_interference_size

Ces constantes ont été introduites en C 17 pour fournir un moyen portable d'obtenir la taille de la ligne de cache L1. Cependant, leur relation avec la taille de la ligne de cache est plus subtile que cela.

Comment ces constantes sont-elles liées à la taille de la ligne de cache L1 ?

En théorie, ces constantes devraient être égale ou supérieure à la taille de la ligne de cache L1. En effet, la taille de l'interférence destructrice est le décalage minimum entre deux objets auxquels accèdent des threads différents pour éviter un faux partage, tandis que la taille de l'interférence constructive est la taille maximale de deux objets pouvant être placés ensemble en mémoire pour favoriser un véritable partage. 🎜>

Cependant, en pratique, les valeurs de ces constantes peuvent ne pas correspondre exactement à la taille de la ligne de cache L1 pour plusieurs raisons. Premièrement, les compilateurs peuvent utiliser des heuristiques ou des indices environnementaux pour estimer la taille de la ligne de cache, ce qui peut ne pas être précis dans tous les cas. Deuxièmement, la taille de la ligne de cache peut varier en fonction de l'architecture de la machine spécifique sur laquelle le code est exécuté.

Existe-t-il un bon exemple qui démontre leurs cas d'utilisation ?

Un faux partage se produit lorsque deux threads ou plus accèdent à différentes parties de la même ligne de cache, ce qui entraîne l'invalidation et le rechargement fréquent de la ligne de cache. Cela peut entraîner une dégradation significative des performances. Pour éviter les faux partages, les objets auxquels accèdent différents threads doivent être placés à au moins une ligne de cache l'un de l'autre en mémoire.

Le véritable partage se produit lorsque deux threads ou plus accèdent à la même ligne de cache, ce qui permet à la ligne de cache d'être chargé dans le cache une fois et partagé par tous les threads. Cela peut conduire à une amélioration significative des performances. Pour promouvoir un véritable partage, les objets auxquels accède le même thread doivent être placés ensemble en mémoire de manière à tenir dans une seule ligne de cache.

Les deux sont des constexpr statiques définis. N'est-ce pas un problème si vous créez un binaire et l'exécutez sur d'autres machines avec des tailles de ligne de cache différentes ? Comment peut-il vous protéger contre les faux partages dans ce scénario lorsque vous n'êtes pas certain sur quelle machine votre code sera exécuté ?

La nature constexpr statique de ces constantes pose un problème potentiel lors de l'exécution du code sur différentes machines avec différentes tailles de ligne de cache. Comme mentionné précédemment, les valeurs de ces constantes peuvent ne pas correspondre exactement à la taille de la ligne de cache L1, ce qui peut conduire à un faux partage ou à des opportunités manquées de véritable partage.

Pour atténuer ce problème, vous pouvez définir vos propres constantes avec des tailles de ligne de cache spécifiques pour votre architecture cible. Vous pouvez également utiliser les constantes std::hardware_destructive_interference_size et std::hardware_constructive_interference_size comme valeurs de secours et vérifier la taille réelle de la ligne de cache au moment de l'exécution à l'aide de méthodes spécifiques à la plate-forme.

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