内存重新排序如何优化处理器和编译器？

内存重新排序如何使处理器和编译器受益

内存重新排序在优化处理器和编译器的性能方面发挥着至关重要的作用。

对处理器的好处

StoreLoad 重新排序（对于乱序执行至关重要）：
内存重新排序允许处理器在加载之前执行某些存储，使无序执行成为可能。这允许处理器利用指令级并行性并减少总体执行时间。

StoreStore 重新排序（不是必需的，但有益）：
StoreStore 重新排序允许执行存储顺序，即使它们涉及不同的内存位置。这通过将连续的存储合并为更少的操作来提供更多的优化机会。

编译器的好处

共享变量的优化机会：
内存重新排序使编译器能够对访问共享内存的代码执行积极的优化。由于其他线程无法观察存储的中间状态，因此编译器可以将多个存储操作合并为一个操作。

减少代码大小并提高性能：
编译器利用内存重新排序来减少代码大小并提高性能。例如，变量递增的序列可以简化为单个存储操作，从而减少代码大小和执行时间。

假设规则

内存重新排序基于“as-if”规则，该规则规定程序的可观察效果必须与指令按顺序执行时相同。该规则使编译器和硬件在优化代码时具有更大的灵活性，而不会违反源代码正确性的要求。

结论

内存重新排序是提高处理器性能的关键技术和编译器性能。通过允许存储相对于加载和其他存储进行重新排序，编译器可以优化共享内存操作，处理器可以利用指令级并行性，从而加快执行时间并提高性能。

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