`std::hardware_destructive_interference_size` 및 `std::hardware_constructive_interference_size`는 L1 캐시 라인 크기와 어떤 관련이 있으며 크로스 플랫폼 코드에는 어떤 의미가 있습니까?

std::hardware_destructive_interference_size 및 std::hardware_constructive_interference_size 이해

이러한 상수는 크기를 가져오는 이식 가능한 방법을 제공하기 위해 C 17에서 도입되었습니다. L1 캐시 라인의 그러나 캐시 라인 크기와의 관계는 그보다 더 미묘합니다.

이러한 상수는 L1 캐시 라인 크기와 어떤 관련이 있나요?

이론적으로 이러한 상수는 L1 캐시 라인 크기와 같거나 커야 합니다. 상쇄 간섭 크기는 잘못된 공유를 피하기 위해 서로 다른 스레드에서 액세스하는 두 객체 사이의 최소 오프셋인 반면, 보강 간섭 크기는 진정한 공유를 촉진하기 위해 메모리에 함께 배치할 수 있는 두 객체의 최대 크기이기 때문입니다.

그러나 실제로 이러한 상수의 값은 여러 가지 이유로 L1 캐시 라인 크기와 정확히 일치하지 않을 수 있습니다. 첫째, 컴파일러는 경험적 방법이나 환경적 힌트를 사용하여 캐시 라인 크기를 추정할 수 있는데, 이는 모든 경우에 정확하지 않을 수 있습니다. 둘째, 코드가 실행되는 특정 머신의 아키텍처에 따라 캐시 라인 크기가 달라질 수 있습니다.

사용 사례를 보여주는 좋은 예가 있나요?

거짓 공유는 두 개 이상의 스레드가 동일한 캐시 라인의 서로 다른 부분에 액세스할 때 발생하며, 이로 인해 캐시 라인이 무효화되고 자주 다시 로드됩니다. 이로 인해 성능이 크게 저하될 수 있습니다. 잘못된 공유를 방지하려면 서로 다른 스레드에서 액세스하는 개체를 메모리에서 최소한 하나의 캐시 라인을 분리하여 배치해야 합니다.

진정한 공유는 두 개 이상의 스레드가 동일한 캐시 라인에 액세스할 때 발생하므로 캐시 라인이 캐시에 한 번 로드되고 모든 스레드에서 공유됩니다. 이는 상당한 성능 향상으로 이어질 수 있습니다. 진정한 공유를 촉진하려면 동일한 스레드에서 액세스하는 개체를 단일 캐시 라인에 맞도록 메모리에 함께 배치해야 합니다.

둘 다 정적 constexpr로 정의됩니다. 바이너리를 빌드하고 캐시 라인 크기가 다른 다른 시스템에서 실행하면 문제가 되지 않습니까? 코드가 어느 컴퓨터에서 실행될지 확실하지 않은 경우 해당 시나리오에서 잘못된 공유를 방지하려면 어떻게 해야 합니까?

이러한 상수의 정적 constexpr 특성은 코드를 실행할 때 잠재적인 문제를 야기합니다. 캐시 라인 크기가 다른 다양한 시스템. 앞서 언급했듯이 이러한 상수의 값은 L1 캐시 라인 크기와 정확히 일치하지 않을 수 있으며, 이로 인해 잘못된 공유가 발생하거나 진정한 공유 기회를 놓칠 수 있습니다.

이 문제를 완화하려면 대상 아키텍처에 대한 특정 캐시 라인 크기를 사용하여 고유한 상수를 정의할 수 있습니다. 또는 std::hardware_destructive_interference_size 및 std::hardware_constructive_interference_size 상수를 대체 값으로 사용하고 플랫폼별 방법을 사용하여 런타임 시 실제 캐시 라인 크기를 확인할 수 있습니다.

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