46、高级编程主题：数据预取与非临时内存存储

高级编程主题：数据预取与非临时内存存储

1. 数据预取概述

数据预取是一种可以提升特定算法性能的技术。应用程序能够使用预取指令（Prefetch Data Into Caches），将预期使用的数据预先加载到处理器的缓存层级中。预取指令主要有两种基本形式：
- prefetcht0 ：将临时数据预加载到处理器缓存层级的所有级别。
- prefetchnta ：将非临时数据预加载到L2缓存，有助于减少缓存污染。

需要注意的是，这两种预取指令只是向处理器提供程序预期使用数据的提示，处理器可以选择执行预取操作，也可以忽略该提示。

预取指令适用于多种数据结构，如大型数组和链表。链表是节点的顺序集合，每个节点包含数据部分和一个或多个指向相邻节点的指针。链表的优点是其大小可以根据数据存储需求增长或缩小，但缺点是节点通常不存储在连续分配的内存块中，这会增加遍历链表时的访问时间。

以下是不同CPU上X86 - 64函数的平均执行时间（单位：微秒）：
| CPU | CalcResultCpp | CalcResultA_(movaps) | CalcResultB_(movntps) |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| Intel Core i7 - 4770 | 585 | 572 | 468 |
| Intel Core i7 - 4600U | 776 | 768 | 583 |
| Intel Core i3 - 2310M | 1714 | 1707 | 1702 |