RAM이 16 비트 또는 128 비트를 추출하는 데 동일한 시간이 걸립니까? SSE와 AVX/2

Question

현대의 x86 CPU는 레지스터

내가 (> 128 비트) 내 프로그램의 속도가 느려지고 가장 큰 레지스터의 일부를 사용하기로 결정하는 경우의 톤이있다? 왜?

고유 한 해결 방법을 찾을 수 없습니다. 모델에 따라 올바르게 이해하면 CPU는 매번 (64, 128 비트) 특정 양의 RAM을 추출하지만 요청한 비트를 사용하는 경우에만 추출합니다. 맞습니까?

가능하다면,이 예제에 설명을 적용 필요한 데이터가 캐시에없는 경우

mov al, 0xFF ;8bit ns=?? 
mov ax, 0xFFFF ;16bit ns=?? 
mov eax, 0xAABBAABB ; 32bit ns=?? 
mov rax, 0xAABBCCDDAABBCCDD 
mov xmm0, ... 
mov zmm0, variable512bit 
; and the opposite 
mov variable512bit, zmm0 

Answer 1

L1 캐시에서 레지스터를 채우는 데 필요한 시간은 프로세서 -L1 캐시 인터페이스에 따라 다릅니다. 프로세서 -L1 인터페이스의 너비는 일반적으로 캐시 라인과 동일하거나 더 작습니다. Nehalem에서는 캐시 라인 크기가 64 바이트인데도 한주기에 16 바이트를로드 할 수 있습니다. 다른 아키텍처의 일부 번호는 here입니다.

L1 hit 가정하에 질문에 대답하십시오 : 레지스터 크기가 processor-L1 인터페이스보다 작거나 같으면 코드 속도가 느려지지 않습니다. 액세스가 정렬되지 않은 경우 두 가지 액세스가 발생하여 데이터를 가져오고 코드 속도가 느려집니다.

캐시 미스의 경우 메모리 인터페이스가 코드 성능을 결정합니다. 메모리 대역폭은 캐시 대역폭보다 훨씬 작습니다.

SIMD 레지스터 (AVX 및 SSE)는 프로세서 -LI 인터페이스보다 더 넓을 수 있습니다.

Answer 2

는 일반적으로 CPU의 RAM에서 캐시 라인을 가져옵니다. 최근 x64에서 캐시 라인은 64 바이트입니다. 따라서 더 넓은 레지스터를 사용하면 메모리에서 읽는 데 동일한 시간이 걸리고 데이터를 처리하는 데 필요한 시간이 줄어 듭니다. 즉, 고급 opcode 중 일부는 out-of-order/parallel/predictive 처리에 대해 서로 다른 (더 많은) 클럭 사이클 또는 기회가있을 수 있습니다. MOV에 대한 확신이 없습니다. 그러나 일반적으로이 영역에서 최적화해야하는 경우에는 자체 성능 특성이있는 SIMD를보고 싶을 수도 있습니다.

주석에서 설명한대로 더 큰 레지스터를 사용하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다. 가능한 한 많은 레지스터를 사용하는 것이 바람직하므로 작은 데이터 항목에 대해서는 더 작은 레지스터를 사용하는 것이 좋습니다.