프로세서와 컴파일러에 대한 메모리 재정렬의 이점은 무엇입니까?

프로세서 및 컴파일러에 대한 메모리 재정렬 및 ​​그 이점

Java와 같은 프로그래밍 언어에서는 메모리 작업이 발생하는 순서가 명확하게 정의되지 않으며 상황에 따라 달라질 수 있습니다. 프로세서와 컴파일러가 사용됩니다. 메모리 재정렬로 알려진 이러한 가변성은 특히 다중 스레드 응용 프로그램을 처리할 때 프로그램 동작에 복잡성을 초래할 수 있습니다. 그러나 메모리 재정렬은 프로세서와 컴파일러에 상당한 성능 이점을 제공합니다.

메모리 재정렬이 프로세서에 도움이 되는 방법

메모리 재정렬을 사용하면 프로세서는 로드 및 저장 작업을 재정렬하여 명령어 실행을 최적화할 수 있습니다. 이는 원래 순서와 다른 순서로 명령을 실행하여 성능을 향상시킬 수 있는 비순차적 실행 프로세서에 특히 유용합니다.

StoreLoad 재정렬을 허용함으로써 프로세서는 캐시 누락의 대기 시간을 숨길 수 있습니다. 저장 명령이 캐시에 커밋되면 다른 코어에 전체적으로 표시됩니다. 그러나 후속 로드 명령이 동일한 데이터에 액세스해야 하는 경우 저장이 완료될 때까지 기다려야 합니다. 저장하기 전에 로드 명령을 재정렬함으로써 프로세서는 추론적으로 계속 실행할 수 있습니다. 저장 명령으로 인해 캐시 누락이 발생하지 않으면 로드 명령이 기다리지 않고 완료될 수 있습니다.

메모리 재정렬이 컴파일러에 도움이 되는 방법

메모리 재정렬은 코드를 보다 적극적으로 최적화할 수 있도록 하여 컴파일러에도 이점을 줍니다. 작업 순서가 엄격하게 적용되지 않으므로 컴파일러는 병렬화 및 기타 최적화 기회를 활용하기 위해 코드 순서를 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 컴파일러는 캐시 누락 수를 줄이기 위해 작업 순서를 변경하거나 더 나은 성능을 위해 유사한 작업을 그룹화할 수 있습니다.

약한 메모리 순서 지정 및 컴파일러 최적화

Java의 메모리 모델은 의도적으로 약한 메모리 순서 지정을 허용합니다. 메모리 주문. 이는 강력한 메모리 순서 보장을 제공하지 않는 하드웨어 아키텍처(예: ARM 및 PowerPC)를 사용하여 JVM(Java Virtual Machine)을 구현할 수 있음을 의미합니다. 약한 메모리 순서를 사용하면 컴파일러는 불필요한 메모리 장벽을 제거하여 코드를 보다 적극적으로 최적화할 수 있습니다. 약한 메모리 순서 지정이 없으면 JVM은 모든 저장 후 및 모든 로드 전에 메모리 장벽을 요구하게 되며 이는 성능에 큰 영향을 미칩니다.

메모리 재정렬의 추가 이점

비순차 실행 허용 그 이상 컴파일러 최적화, 메모리 재정렬은 다음과 같은 다른 성능 이점을 제공할 수 있습니다.

• 로드 추측: 프로세서는 종속성보다 먼저 로드를 추측적으로 실행할 수 있으므로 캐시 누락으로 인한 지연 시간을 숨길 수 있습니다.
• 스토어 버퍼링: 프로세서 캐시 커밋에서 저장소 명령을 분리하려면 저장소 버퍼를 사용하세요. 이를 통해 저장소를 예측적으로 실행할 수 있으므로 동일한 캐시 라인에 여러 번 쓰기를 수행하는 애플리케이션의 성능이 향상됩니다.
• 동기화 비용 절감: 메모리 재정렬을 허용함으로써 컴파일러는 코드에서 동기화 프리미티브 사용을 피할 수 있습니다. 엄격한 주문이 필요하지 않습니다. 이렇게 하면 오버헤드가 줄어들고 성능이 향상됩니다.

결론

메모리 재정렬은 프로세서와 컴파일러의 성능을 향상시키는 데 사용되는 필수 기술입니다. 이는 프로그램 동작에 복잡성을 가져올 수 있지만 비순차적 실행, 예측 로드 및 컴파일러 최적화를 허용하여 상당한 성능 이점을 제공합니다. 병렬 및 다중 스레드 애플리케이션의 성능을 최적화하려면 메모리 재정렬의 메커니즘과 이점을 이해하는 것이 중요합니다.

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