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arrays - C - 缓存行和关联

coder 2023-06-04 原文

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阅读有关缓存优化的论文(与循环中的缓存行相关联..)

问题与此上下文有关:1024 个整数的数组。

大小:cpu 缓存 64k，缓存行 32 字节，整数大小:4 字节。

英特尔酷睿 2 双核

问题

根据我的 cpu，一个缓存行可以容纳 8 个整数。

[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,...,1023]
         ^
If I want to access 4 and go downward, 3,2,1 and 0 will be loaded already. 5,6,7 are loaded uselessly.

[0,1,2,3,4,5,6,7,8,..,1023]
               ^
If I want to access 7 and go downward, all the next elements will be in cache already. if I want to go upward, according to my cpu I will have to load another cache line immediatly after the arr[7] read.

我说的对吗？

走得更远

但是什么告诉我 arr[4] 不在会导致缓存行加载而不是 arr[7] 的地址？ 如果我的说法是真的，我们不仅要考虑数组内对齐，还要考虑程序的整个内存对齐，以尽量减少缓存浪费，对吧？

最佳答案

But what tells me that arr[4] is not at an address that will cause a cache line load instead of arr[7] ?

int 数组通常在 4 字节边界上对齐(假设 int 为 32 位，字节为 8 位)，因此您不会知道缓存行边界在哪里。

要吸取的教训是，您不应该担心偶尔会浪费缓存行(即使用 2 个缓存行，即使您需要的数据少于 32 字节)，因为当用 C 编码。

如果您遇到性能问题，您可能会担心的是选择减少缓存未命中的算法。

典型的例子是循环:

int array[N][M];  // Assume N * M * sizeof (int) is much larger than the cache.

// Example 1
for (i=0; i<N; i++) {
  for (j=0; j<M; j++) {
    <do something with array[i][j]>
  }
}

// Example 2
int array[N][M];
for (j=0; j<M; j++) {
  for (i=0; i<N; i++) {
    <do something with array[i][j]>
  }
}

其中一个示例的缓存未命中率大约是另一个示例的 8 倍，因为它以错误的顺序访问元素。

关于arrays - C - 缓存行和关联，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/26912775/

arrays缓存sectionj++arraycachingmemoryoptimizationcomputer-architecture

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