c# - 生成 CPU 缓存未命中时的性能

coder 2024-05-28 原文

我正在尝试了解 .NET 世界中的 CPU 缓存性能。具体来说，我正在研究 Igor Ostovsky 的 article about Processor Cache Effects .

我已经研究了他文章中的前三个示例，并记录了与他的大相径庭的结果。我想我一定是做错了什么，因为我机器上的性能显示的结果与他在文章中显示的结果几乎完全相反。我没有看到我预期的高速缓存未命中的巨大影响。

我做错了什么？ (错误代码、编译器设置等)

这是我机器上的性能结果:

如果有帮助，我机器上的处理器是 Intel Core i7-2630QM。这是关于我的处理器缓存的信息:

我在 x64 Release模式下编译。

下面是我的源代码:

class Program
    {

        static Stopwatch watch = new Stopwatch();

        static int[] arr = new int[64 * 1024 * 1024];

        static void Main(string[] args)
        {
            Example1();
            Example2();
            Example3();


            Console.ReadLine();
        }

        static void Example1()
        {
            Console.WriteLine("Example 1:");

            // Loop 1
            watch.Restart();
            for (int i = 0; i < arr.Length; i++) arr[i] *= 3;
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("     Loop 1: " + watch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            // Loop 2
            watch.Restart();
            for (int i = 0; i < arr.Length; i += 32) arr[i] *= 3;
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("     Loop 2: " + watch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            Console.WriteLine();
        }

        static void Example2()
        {

            Console.WriteLine("Example 2:");

            for (int k = 1; k <= 1024; k *= 2)
            {

                watch.Restart();
                for (int i = 0; i < arr.Length; i += k) arr[i] *= 3;
                watch.Stop();
                Console.WriteLine("     K = "+ k + ": " + watch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            }
            Console.WriteLine();
        }

        static void Example3()
        {   

            Console.WriteLine("Example 3:");

            for (int k = 1; k <= 1024*1024; k *= 2)
            {

                //256* 4bytes per 32 bit int * k = k Kilobytes
                arr = new int[256*k];



                int steps = 64 * 1024 * 1024; // Arbitrary number of steps
                int lengthMod = arr.Length - 1;

                watch.Restart();
                for (int i = 0; i < steps; i++)
                {
                    arr[(i * 16) & lengthMod]++; // (x & lengthMod) is equal to (x % arr.Length)
                }

                watch.Stop();
                Console.WriteLine("     Array size = " + arr.Length * 4 + " bytes: " + (int)(watch.Elapsed.TotalMilliseconds * 1000000.0 / arr.Length) + " nanoseconds per element");

            }
            Console.WriteLine();
        }

    }

最佳答案

为什么要在第二个循环中使用 i += 32。您正在以这种方式跨过缓存行。 32*4 = 128 字节远远大于所需的 64 字节。

关于c# - 生成 CPU 缓存未命中时的性能，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/6396240/

中时 c#WriteLine Console watch .net arrays performance cpu-cache

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