std :: alignas如何优化程序的性能？

Question

在32位机器中，一个内存读取周期获得4 bytes个数据 因此，对于读取下面的缓冲区，读取下面提到的128 bytes的缓冲区需要32个读周期。

char buffer[128];

现在，假设我已经按照下面的说明对齐了这个缓冲区，那么请告诉我它如何让它更快阅读？

alignas(128) char buffer[128];

我假设内存读取周期仅为4个字节。

Answer 1

用于内存访问的寄存器大小只是故事的一部分，另一部分是缓存行的大小。

如果缓存行是64字节且char[128]自然对齐，则CPU通常需要操作三个不同的缓存行。使用alignas(64)或alignas(128)时，只需要触摸两个缓存行。

如果您正在使用内存映射文件，或者在交换条件下，则下一级别的对齐将启动：内存页面的大小。这将需要4096或8192个字节对​​齐。

但是，我严重怀疑alignas()如果指定的对齐大于编译器使用的自然对齐，则会产生任何显着的正面影响：它会显着增加内存消耗，这可能足以触发更多缓存 - 首先触摸行/内存页面。这只是需要避免的小错位，因为它们可能会导致某些CPU出现大幅减速，或者对其他CPU来说可能是彻头彻尾的非法/不可能。

因此，事实只是在测量中：如果你需要所有加速，你可以尝试，测量运行时差异，看看它是否有用。

Answer 2

  

在32位机器中，一个存储器读周期获得4个字节的数据。

不是那么简单。只是术语＆＃34; 32位机器＆＃34; 已经过于宽泛，可能意味着许多事情。 32b寄存器（GP寄存器？ALU寄存器？地址寄存器？）？ 32b地址总线？ 32b数据总线？ 32b指令字大小？

＆＃34;记忆读取＆＃34; 由谁。中央处理器？缓存？ DMA芯片？

如果你有一个硬件平台，在一个周期内没有任何缓存，4个字节（由4对齐）读取内存，那么alignas(128)将没有区别（比alignas(4)）。