`std::hardware_destructive_interference_size` と `std::hardware_constructive_interference_size` はメモリ アクセス パターンの最適化にどのように役立ちますか?

std::hardware_destructive_interference_size および std::hardware_constructive_interference_size について

キャッシュ ラインサイズ

std::hardware_destructive_interference_size および std::hardware_constructive_interference_size は、システムのキャッシュライン サイズに基づいてメモリ アクセス パターンを最適化するための移植可能なヒントを提供することを目的とした C 17 で導入された定数です。

L1 キャッシュ ラインとの関係Size

これらの定数は理論的には L1 キャッシュ ラインのサイズを示しますが、実際にはこれが常に保証されているわけではありません。コンパイラは、これらの値を決定するために環境ヒントを推定または使用する場合があります。

使用例

• 破壊的干渉は、複数のスレッドが異なるオブジェクトにアクセスするときに発生します。同じキャッシュライン内で実行すると、パフォーマンスが低下する可能性があります。 std::hardware_destructive_interference_size は、これを回避するためのオブジェクト配置のヒントとして使用できます。
• 建設的な干渉は、密接に関連したオブジェクトが同じキャッシュ ライン内に配置されると発生し、パフォーマンスが向上します。 std::hardware_constructive_interference_size を使用すると、これらのオブジェクトがキャッシュ ライン内に収まるようにできます。

コンパイルとバイナリの実行

キャッシュ ラインのサイズはマシンによって異なる可能性があるため、 、コンパイルされたバイナリでこれらの定数を直接使用すると、問題が発生する可能性があります。既知のシステム アーキテクチャに基づいて正確な値を定義するか、フォールバック メカニズムを使用して実行時に適切なサイズを決定することをお勧めします。

例

次のコードを考えてみましょう。

struct CacheLineObject {
    alignas(std::hardware_destructive_interference_size) int value;
};

システムのキャッシュ ライン サイズが 64 バイトの場合、CacheLineObject 構造体の配列を宣言すると、各オブジェクトが独自のキャッシュ ラインを占有するようにして、破壊的な干渉を最小限に抑え、パフォーマンスを向上させます。

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