`std::hardware_destructive_interference_size` 및 `std::hardware_constructive_interference_size`가 어떻게 메모리 액세스 패턴을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니까?

std::hardware_destructive_interference_size 및 std::hardware_constructive_interference_size 이해

캐시된 줄 크기

std ::hardware_destructive_interference_size 및 std::hardware_constructive_interference_size는 시스템의 캐시 라인 크기에 따라 메모리 액세스 패턴을 최적화하기 위한 이식 가능한 힌트를 제공하기 위해 C 17에 도입된 상수입니다.

L1 캐시 라인 크기

이러한 상수는 이론적으로 L1 캐시 라인의 크기를 제공하지만 실제로는 항상 보장되지는 않습니다. 컴파일러는 이러한 값을 결정하기 위해 환경 힌트를 추정하거나 사용할 수 있습니다.

사용 사례

• 파괴적 간섭은 여러 스레드가 서로 다른 개체에 액세스할 때 발생합니다. 동일한 캐시 라인 내에서 성능이 저하될 수 있습니다. std::hardware_destructive_interference_size를 객체 배치에 대한 힌트로 사용하여 이를 방지할 수 있습니다.
• 보조적 간섭은 밀접하게 관련된 객체가 동일한 캐시 라인 내에 배치될 때 발생하여 성능을 향상시킵니다. std::hardware_constructive_interference_size를 사용하면 이러한 객체가 캐시 라인 내에 맞는지 확인할 수 있습니다.

컴파일 및 바이너리 실행

캐시 라인 크기는 시스템마다 다를 수 있으므로 , 컴파일된 바이너리에서 이러한 상수를 직접 사용하면 문제가 발생할 수 있습니다. 알려진 시스템 아키텍처를 기반으로 정확한 값을 정의하거나 폴백 메커니즘을 사용하여 런타임에 적절한 크기를 결정하는 것이 좋습니다.

예

다음 코드를 고려하세요.

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

시스템의 캐시 라인 크기가 64바이트인 경우 CacheLineObject 구조의 배열을 선언하면 각 객체가 자체 캐시 라인을 차지하여 파괴적인 간섭이 최소화되고 성능이 향상됩니다.

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