Windows 上の C を使用して時間測定でナノ秒の精度を達成できますか?

Windows 上の C での正確な時間測定

時間を正確に測定することは、科学アプリケーションとリアルタイム アプリケーションの両方で非常に重要です。 Windows 上の C では、次のような疑問が生じます: 時間をナノ秒レベルまで正確に測定することは可能ですか?

QueryPerformanceCounter: 理論上の約束、実際的な落とし穴

QueryPerformanceCounter 関数ナノ秒分解能の高精度タイマーを提供します。ただし、この分解能が常に信頼性と一貫性のある測定につながるとは限りません。マルチコア システムでは、QueryPerformanceCounter 値はコードを実行するコアに応じて異なる場合があります。この問題は、MSDN の記事「QueryPerformanceCounter の使用」に記載されており、スレッド アプリケーションに影響します。

Rdtsc: 欠点のある踏み台

もう 1 つの潜在的なオプションは、rdtsc 命令です。これは、最後のシステム リセットからの経過時間を返します。ただし、QueryPerformanceCounter と同様に、rdtsc もマルチコア環境で不整合を示します。

timeGetTime: 限定的だが信頼性の高いオプション

timeGetTime はミリ秒の精度しか提供しませんが、最も精度が高くなります。 Windows 上の信頼性の高いタイム ソース。マイクロ秒の精度を必要としないアプリケーションにはこれで十分な場合があります。

代替アプローチ: サードパーティ ライブラリ

Windows の組み込みオプションでは不十分であることが判明した場合は、その利用を検討してください。高精度の時間測定に特化したサードパーティ製ライブラリ。これらのライブラリは、通常、標準の Windows タイマー機能の欠点を軽減するために、さまざまな手法を採用しています。

結論

Windows 上の C で正確な時間を測定するには、次のような制限があるため課題が生じます。ネイティブタイマーの実装。ユーザーは利用可能なオプションを比較検討し、アプリケーション固有の要件を考慮して最適なアプローチを決定する必要があります。すべてのシナリオでナノ秒の精度を確実に達成することは不可能かもしれませんが、さまざまな技術により、さまざまな程度の精度と一貫性を備えたソリューションを提供できます。

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