您是否期望未来的CPU代不是缓存一致的？

Question

我正在设计一个程序，我发现假设隐式缓存一致性使设计更容易。例如，我的单个编写器（总是相同的线程）多个读取器（总是其他线程）场景不使用任何互斥锁。

对于当前的Intel CPU而言，这不是问题。但我希望这个程序至少在未来十年（软件的短时间内）产生收入，所以我想知道你是否认为这可能是未来cpu架构的问题。

Answer 1

我怀疑未来的CPU代仍将为您处理缓存一致性。没有这个，大多数主流编程方法都会失败。我怀疑将在未来十年内广泛使用的任何CPU架构都会使当前的编程模型失效 - 它可能会扩展它，但是很难放弃这么广泛的假设。

话虽这么说，假设隐式缓存一致性的编程并不总是一个好主意。如果您有意尝试隔离数据，那么false sharing存在许多问题，可以轻松避免。正确处理这一问题可能会对当前的CPU产生巨大的性能提升（相反，缺乏巨大的性能损失）。当然，它在设计中的工作量更大，但通常需要它。

Answer 2

我们已经在那里了。计算机声称缓存一致性，但同时它们有一个临时存储缓冲区用于写入，读取可以通过此缓冲区而不是缓存完成（即存储缓冲区刚刚变为不连贯缓存）并且无效请求也排队，允许处理器临时使用它知道过时的缓存行。

X86不使用许多这些技术，但它确实使用了一些技术。只要内存保持比CPU慢得多，就可以期待看到更多这些技术，而其他技术则被设计出来使用。即使是itanium，它也失败了，使用了很多这些想法，所以希望intel随着时间的推移将它们迁移到x86中。

至于避免锁定等：通过互联网来控制人们的专业水平总是很难，所以要么你被误认为可能有用，要么你处于无锁编程的最前沿。很难说。

您了解MESI协议，内存障碍和可见性吗？你有没看过Paul McKenney等人的东西？

Answer 3

我本身并不知道。但我希望看到非缓存相干模式的趋势。

概念思维转换很重要（不能只是在方法调用中传递数据，必须通过队列传递给异步方法），但是随着我们越来越多地进入多核世界，这是必需的。我们越接近每个内存库一个处理器越好。因为那时我们正在一个网络消息路由的世界里工作，在这个世界中，数据不可用，而不是拥有可以静默地踩踏数据的线程。

然而，正如Reed Copsey指出的那样，整个x86计算世界建立在缓存一致性的假设之上（这甚至比微软的市场份额更大！）。所以它不会很快消失！

Answer 4

以下是来自计算机架构领域知名作者的论文，该论文认为缓存一致性仍然存在。

http://acg.cis.upenn.edu/papers/cacm12_why_coherence.pdf

“为什么要保持片上高速缓存一致性”-By Martin，Hill和Sorin

Answer 5

你提出了一个奇怪的请求。您要求我们的（SO社区）假设关于未来的CPU架构 - 这是一个非常危险的主张。你愿意把钱放在我们的嘴里吗？因为如果我们错了，你的申请会失败，那么你就不会赚钱......

无论如何，我怀疑由于为单线程执行而编写的所有遗留代码，事情不会发生显着变化，但这只是我的看法。

Answer 6

这个问题对我来说似乎有误导性。 CPU架构并不重要，重要的是您正在为之工作的平台的内存模型。

您正在开发应用程序是一些环境，具有一些已定义的内存模型。例如。如果您当前的目标是x86，那么您可以非常肯定将来任何平台在运行x86代码时都会实现相同的内存模型。 Java或.NET VM和其他执行平台也是如此。

如果您希望将当前应用程序移植到其他某些平台上，如果平台内存模型不同，则必须对其进行调整，但在这种情况下，您是执行端口的人并且您拥有完全控制权你如何做到这一点。然而，即使对于当前平台，例如， PowerPC内存模型允许比x86更多的重新排序。