Intel Sandybridge 파이프라인 병목 현상을 노출시키기 위해 Monte Carlo 시뮬레이션을 어떻게 최적화 해제할 수 있습니까?

Intel Sandybridge 계열 CPU의 파이프라인용 프로그램 비최적화

이 과제의 목표는 주어진 프로그램을 수정하여 이를 작성하는 것입니다. 동일한 알고리즘을 유지하면서 더 느리게 실행됩니다. 이는 Intel i7 파이프라인이 작동하는 방식과 위험을 도입하기 위해 지침 경로를 재정렬하는 방법에 대해 더 깊이 이해하기 위한 것입니다.

프로그램 개요

프로그램은 다음과 같습니다. 유럽 ​​바닐라 콜옵션과 풋옵션 가격을 계산하는 몬테카를로 시뮬레이션. Box-Muller 알고리즘을 사용하여 가우스 난수를 생성하고 수많은 시뮬레이션을 수행하여 옵션 가격을 추정합니다.

Diabolical Incompetence

목적은 의도적으로 프로그램 실행 속도를 늦추는 무능한 코드를 만듭니다. 다음은 "사악한 무능"으로 이러한 접근 방식을 정당화하는 몇 가지 아이디어입니다.

거짓 공유

• 여러 스레드에서 액세스할 수 있지만 제대로 동기화되지 않았습니다. 이로 인해 캐시 라인 핑퐁 및 메모리 순서 잘못된 추측 파이프라인이 지워질 수 있습니다.

Store-Forwarding Stalls

• 사용하지 마세요. 부동 소수점 변수에 대한 "-" 연산자. 대신 상위 바이트를 0x80으로 XOR하여 부호 비트를 뒤집으면 저장 전달 지연이 발생합니다.

과도한 시간 측정

• 각 반복 시간 측정 명령어를 직렬화하고 파이프라인.

바람직하지 않은 수학 연산

• 상수로 곱셈을 역수로 나눗셈으로 바꿉니다("읽기 쉽도록"). 나누기가 느리고 완전히 파이프라인되지 않습니다.

비효율적인 벡터화

• AVX로 곱셈/sqrt 연산을 벡터화하지만 호출하기 전에 vzeroupper를 사용하지 못합니다. 스칼라 수학 라이브러리 함수로 인해 AVX<>SSE 전환이 발생합니다.

데이터 구조

• RNG 출력을 연결된 목록이나 순서 없이 탐색되는 배열에 저장합니다. 각 반복의 결과에 대해 동일한 작업을 수행하고 마지막에 합계를 계산합니다. 이는 포인터 추적 로드를 도입하고 캐시 지역성을 무효화합니다.

멀티 스레딩 오용

• 프로그램을 멀티 스레딩하지만 두 스레드가 강제로 공유하도록 합니다. 동일한 루프 카운터(원자적 증분 포함)를 사용하여 잘못된 공유 및 경합을 생성합니다. 이는 또한 원자적 연산으로 인해 불필요한 오버헤드를 초래합니다.

기타 제안

• 예측할 수 없는 분기를 도입하여 잘못된 예측과 파이프라인 플러시를 생성합니다.
• 악의적으로 무능한 정당화를 사용하여 루프 전달 종속성 체인의 길이를 늘립니다.
• 비연속 메모리 액세스 패턴을 도입합니다. 캐시 활용을 최소화합니다.
• 추가 정보 신용: 과제에 제공된 것을 대체할 자신만의 제곱근 알고리즘을 작성하십시오.

수정의 영향

이러한 수정은 상당한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 파이프라인 지연, 캐시 누락 및 기타 성능 병목 현상을 유발하여 프로그램 실행 속도를 늦춥니다. 이 과제는 원래 알고리즘을 유지하면서 코드를 비관적으로 만드는 다양한 방법을 탐구하려는 창의성과 의지를 장려합니다.

위 내용은 Intel Sandybridge 파이프라인 병목 현상을 노출시키기 위해 Monte Carlo 시뮬레이션을 어떻게 최적화 해제할 수 있습니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!