直接映射高速缓存中的冲突不命中

本文探讨了程序中常见的高速缓存冲突问题,尤其是在处理数组时。通过实例说明了如何由于数组大小导致的内存布局导致频繁缓存不命中,并提出了通过调整数组大小来解决抖动现象的方法。重点在于提升程序效率和减少性能损耗。

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冲突不命中在真实的程序中很常见。当程序访问大小为2的幂的数组时,直接映射高速缓存会通常发生冲突不命中。

float dotpord(float x[8],float y[8])//x与y向量的内积
{
    float sum = 0.0;
    int i;
    for(i = 0;i < 8;i++)
        sum+=x[i]*y[i];
    return sum;
}

假设浮点数是4个字节,x被加载到从地址0开始的32字节的内存中,而y紧跟x之后,从地址32开始。这会导致所有的x与所有的y都被映射到同一个组索引中。

在运行时,循环的第一次迭代引用x[0],缓存不命中会导致包含x[0]-x[3]的数据块加载到组0中。接下来对y[0]引用,又一次缓存不命中,导致将y[0]-y[3]加载到原来x[0]-x[3]的位置,将其覆盖,进行频繁的替换,最终导致抖动现象。

处理方法很简单:只需要改变x与y数组的大小,例如float x[12]

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