メモリの並べ替えによりプロセッサとコンパイラのパフォーマンスはどのように向上しますか?

メモリの並べ替えがプロセッサとコンパイラにどのように役立つか

はじめに

メモリの並べ替えは重要なテクニックですプロセッサとコンパイラによって採用されます。これにより、コードのより効率的な実行が可能になり、さまざまな最適化が可能になります。この記事では、メモリの並べ替えがハードウェアとコンパイラの両方にとって有益である理由を詳しく説明します。

ハードウェアの利点

• アウトオブオーダー実行: StoreLoad の並べ替えは、CPU でのアウトオブオーダー実行に不可欠です。これにより、命令を非順次順序で実行できるようになり、命令間の依存関係によるストールを回避することでパフォーマンスが向上します。
• キャッシュ ヒットの最適化: メモリの並べ替えにより、プロセッサは遅延させることでキャッシュ ヒットを最適化できます。キャッシュミスロードが完了するまでロードされ、キャッシュの使用率とパフォーマンスが向上します。

コンパイラーの利点

• 積極的な変換:ストアを他のメモリ アクセスで並べ替えることにより、コンパイラはコードに対して積極的な変換を実行できるようになります。たとえば、複数の変数の増分を 1 つの操作に最適化できます。
• デッド コードの除去: メモリ アクセスの順序を変更すると、コンパイラが不要なメモリ操作を特定して削除し、コードの最適化につながります。

並べ替えルールの説明

Java と C/C には、ハードウェアによるメモリの並べ替えを可能にする弱いメモリ モデルがあります。ただし、x86 CPU は、ロード命令とストア命令の一貫した順序付けを必要とする、より強力なメモリ モデルを備えています。

弱いメモリ モデルでは、ハードウェアによるより積極的な並べ替えと最適化が可能ですが、プログラマが明示的に同期する必要があるという代償が伴います。共有メモリへのアクセス。ここで、メモリ操作の望ましい順序付けを強制するメモリ バリアが登場します。

メモリ並べ替えの価値

メモリ並べ替えは、プロセッサとコンパイラの両方に大きなメリットをもたらします。 。プロセッサーがアウトオブオーダー実行とキャッシュ最適化の機会を利用できるようにすることで、より高速な実行が可能になります。また、コンパイラによる効率的なコードの最適化も促進され、パフォーマンスの向上とコードの複雑さの軽減につながります。

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