内存对齐与Cpu利用率

Question

我有一个运行Linux的ARM平台，其中L1行的长度为64bytes。

我决定用另一个malloc替换malloc（通过LD_PRELOAD），其中无论给定malloc的大小如何，内存都必须对齐64字节。

我期望看到CPU利用率下降时，内存消耗增加（实际上发生了）。这没有发生。换句话说，内存和Cpu利用率均上升。

这怎么解释？

谢谢

Answer 1

这取决于您的malloc()。如果将malloc()用于大块数据，则不应有任何实际差异。但是，如果您malloc()个小于64字节的元素，则可能无法有效使用缓存。

malloc()按照程序顺序在内存中分配元素。如果多个malloc()关闭，则元素将位于连续的内存地址中，并且有可能将它们同时使用，因为它们是同时创建的。这就是所谓的spatial locality原理。当然，不能保证任何事情，尤其是对于动态分配的数据，但是在大多数程序中都可以观察到空间局部性。该原理的实际含义是它可以更好地使用缓存。高速缓存未命中的代价很高（您必须从内存中获取64个字节），但是如果使用内存中接近的元素，则只需支付一次即可。

因此，如果单独分配的数据在同一高速缓存行中，则获取这些元素之一将使您免费获得其他靠近内存的元素。但是，如果每个元素都像修改后的分配器一样占用完整的缓存行，则不再适用。每次对数据的访问都会导致高速缓存未命中，高速缓存可以容纳的数据数量将减少，并且您会感到高速缓存的大小减小了。总的结果将是您的计算时间增加。