我們如何故意去優化 Intel Sandybridge CPU 的程式？

對Intel Sandybridge 系列CPU 中的管道進行去最佳化

簡介

本作業的目標是修改給定作業的程序以降低其性能，稱為去優化。此任務需要了解英特爾 i7 管道架構以及如何重新排序指令路徑以引入危險。

去最佳化技術

1.錯誤共享：
安排非原子變數儲存在同一快取行中，導致儲存轉送停頓。

2.儲存轉送停頓：
使用XOR 翻轉雙精度數的符號位，而不是使用「-」運算符，強制將窄儲存僅儲存雙精度數的一個位元組。

3.記憶體消歧：
將資料4096B分開放置，以觸發儲存到不同頁面的錯誤依賴關係。

4.未對齊的資料：
使用 __attribute__((packed)) 強制跨快取行或頁邊界的變數未對齊，從而增加快取未命中率。

5. Stride:
以 4096 位元組的步幅循環數組，導致記憶體存取不連續，降低快取利用率。

6.鍊錶：
將結果儲存在鍊錶中，引入指標追逐負載依賴關係以及記憶體中潛在的分散節點。

基於編譯器的去最佳化

1。原子變數:
使用std::atomic;和 std::atomic由於記憶體柵欄導致程式碼速度較慢且開銷較多。

2. Long double:
使用 long double 變數強制 x87 模擬，即使使用支援 SSE2 的 CPU。

3.整數轉換：
在整數和浮點類型之間重複轉換，引入高延遲的轉換指令。

4.系統呼叫：
引入頻繁的不必要的系統呼叫來強制上下文切換和快取/TLB 未命中。

結論

透過採用這些技術，可以顯著悲觀給定的程式並使其運行速度比原始版本慢得多。成功去優化的關鍵是用「惡魔般的無能」而不是惡意的意圖來證明每一步的合理性。

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