Question

我正在寻找在多核处理器上执行微基准测试的方法。

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大约在同一时间，台式机处理器引入了无序执行，导致性能难以预测，他们或许并非巧合，还引入了特殊指令来获得非常精确的时序。这些说明的示例是x86上的rdtsc和PowerPC上的rftb。这些指令给出了比系统调用所允许的更精确的时序，允许程序员微观地对其心脏进行基准测试，无论好坏。

在具有多个内核的更现代的处理器上，其中一些内核在某些时候处于休眠状态，计数器在内核之间不同步。我们被告知rdtsc不再可以安全地用于基准测试，但是当我们解释替代解决方案时，我一定是打瞌睡。

问题：

某些系统可能会保存并恢复性能计数器，并提供API调用以读取正确的总和。如果您知道此呼叫对于任何操作系统的影响，请在答案中告知我们。

某些系统可能允许关闭核心，只留下一个核心。我知道当从开发人员工具安装正确的首选项窗格时，Mac OS X Leopard会这样做。您是否认为这可以让rdtsc安全再次使用？

更多背景信息：

请假设我在尝试进行微基准测试时知道自己在做什么。如果您认为如果无法通过计时整个应用程序来衡量优化的收益，那么不值得优化，我同意您的观点，但

在替代数据结构完成之前，我无法对整个应用程序进行计时，这将需要很长时间。事实上，如果微观基准没有希望，我现在可以决定放弃实施;
我需要在出版物中提供数据，其截止日期我无法控制。

Answer 1

在OSX（ARM，Intel和PowerPC）上，您想使用mach_absolute_time( )：

#include <mach/mach_time.h>
#include <stdint.h>    

// Utility function for getting timings in nanoseconds.
double machTimeUnitsToNanoseconds(uint64_t mtu) {
    static double mtusPerNanosecond = 0.0;
    if (0.0 == mtusPerNanosecond) {
        mach_timebase_info_data_t info;
        if (mach_timebase_info(&info)) {
            // Handle an error gracefully here, whatever that means to you.
            // If you do get an error, something is seriously wrong, so
            // I generally just report it and exit( ).
        }
        mtusPerNanosecond = (double)info.numer / info.denom;
    }
    return mtu * mtusPerNanosecond;
}

// In your code:
uint64_t startTime = mach_absolute_time( );
// Stuff that you want to time.
uint64_t endTime = mach_absolute_time( );
double elapsedNanoseconds = machTimeUnitsToNanoseconds(endTime - startTime);

请注意，没有必要为此限制一个核心。操作系统处理mach_absolute_time( )幕后所需的修复，以便在多核（和多插槽）环境中提供有意义的结果。

Answer 2

核心正在为“rtdsc”返回正确的同步值。如果您有多机器机器，则必须将过程固定到一个插槽。这不是问题。

主要问题是调度程序使数据不可靠。 Linux Kernel有一些性能API＆gt; 2.6.31但我没有看过它。 Windows＆gt; Vista在这里做得很好，使用QueryThreadCycleTime和QueryProcessCycleTime。

我不确定OSX，但AFAIK“mach_absolute_time”不会调整预定时间。

如何在多核处理器上进行基准测试

2 个答案: