Fałsz Udostępnianie i Zmienne atomowe

Question

Kiedy różne zmienne są wewnątrz tej samej linii pamięci podręcznej, można doświadczyć False Sharing, co oznacza, że ​​nawet jeśli dwa różne wątki (działających na różnych rdzeni) uzyskują dostęp do dwóch różnych zmiennych, jeśli te dwie zmienne przebywania w ta sama linia pamięci podręcznej, osiągniesz wydajność, ponieważ za każdym razem, gdy zostanie uruchomiona koherencja pamięci podręcznej.

Teraz powiedzmy, że zmienne są zmiennymi atomowymi (według atomów mam na myśli zmienne, które wprowadzają ogrodzenie pamięci, takie jak atomic<t> C++), będzie tam fałszywe dzielenie się materią, lub nie ma znaczenia, czy zmienne atomowe są w tej samej pamięci podręcznej linia, czy nie, jakkolwiek podobno i tak wprowadzą koherencję pamięci podręcznej. Innymi słowy, czy umieszczenie zmiennych atomowych w tej samej linii pamięci podręcznej spowoduje, że aplikacja będzie wolniejsza niż nie umieszczanie ich w tej samej linii pamięci podręcznej?

Answer 1

Wyjaśnienie: na negatywne konsekwencje przynajmniej niektóre dostęp do „fałszywie” współdzielone zmienne powinny być zapisy. Jeśli zapisy są rzadkie, wpływ fałszywego udostępniania na wydajność jest raczej znikomy; im więcej zapisów (i tym samym komunikatów unieważniających pamięć podręczną), tym gorsza wydajność.

Nawet atomistyki, dzielenie linii pamięci podręcznej (albo fałszywe lub prawdziwe) wciąż liczy. Poszukaj tutaj kilku dowodów: http://www.1024cores.net/home/lock-free-algorithms/first-things-first. Tak więc odpowiedź brzmi - tak, umieszczenie zmiennych atomowych używanych przez różne wątki na tej samej linii pamięci podręcznej może spowodować spowolnienie aplikacji w porównaniu do umieszczenia jej na dwóch różnych liniach. Myślę jednak, że będzie to w większości przypadków niezauważone, chyba że aplikacja poświęci znaczną część czasu na aktualizację tych zmiennych atomowych.

Answer 2

wprowadzenie zmiennych atomowych w tej samej linii pamięci podręcznej spowoduje, że aplikacja będzie wolniejsza niż nie umieszczanie jej w tej samej linii pamięci podręcznej?

Fałsz dzielenie „atomowych” zmiennych mógł prowadzą do problemów z wydajnością (czy to będzie prowadzić do takich problemów zależy od wielu rzeczy).

Załóżmy, że masz dwa rdzenie: A i B, a każdy z nich działa na własnej zmiennej. Nazwijmy te zmienne odpowiednio: a i b.

A ma a w pamięci podręcznej, a B ma b w pamięci podręcznej.

Zastanów się, co się dzieje, gdy A przyrosty a.

• jeśli a i b dzielić linię pamięci podręcznej,B „s kopia b dostanie unieważnione, a jego następny dostęp do b poniosą miss cache.
• jeśli a i b nie podzielają linię pamięci podręcznej, nie ma wpływu na B miarę jego buforowane kopia b jest zaniepokojony.

Dzieje się tak niezależnie od tego, czy a i b są "atomowe".

Answer 3

Jeśli użyjesz zmiennych atomowych o najsilniejszych wymaganiach co do spójności, pełna bariera pamięci, efekt fałszywego udostępniania prawdopodobnie nie będzie zauważalny.Dla takiego dostępu wydajność operacji atomowej jest zasadniczo ograniczona przez opóźnienie dostępu do pamięci. A więc i tak wszystko jest wolne, nie sądzę, że w obecności fałszywego współdzielenia byliby znacznie wolniejsi.

Jeśli masz inne, mniej inwazyjne uporządkowanie pamięci, wydajność osiągnięta przez samą atomikę może być mniejsza, więc wpływ fałszywego udostępniania może być znaczący.

W pierwszej kolejności najpierw przyjrzę się działaniu samej operacji atomowej, zanim zacznę się martwić o fałszywe udostępnianie dla takich operacji.