c - 内存的微观基准

Question

我正在尝试用 C 语言编写一个微型基准测试来测试内存。

我相信我的机器(Intel i5)上的缓存大小是 8MB..

有人可以建议一些逻辑来测试内存，同时确保缓存未命中率为 100%？

array1 = malloc(DCACHE_SIZE);
array2 = malloc(DCACHE_SIZE);
while(condition)
    memcpy(&array1[index], &array2[index], sizeof(char));
    index++;

目前，使用 memcpy，我的程序每秒调用 memcpy 420,782,149 次。 我认为这个数字有严重错误(它多次命中缓存)

如何避免缓存？

Answer 1

我不太熟悉 Intel i5 缓存架构，但有两种基本方法应该适用于大多数处理器:

1. 禁用内存缓冲区的 L1/L2/L3 缓存。这可能是确保不使用缓存的唯一真正方法。其变体是将其他一些未使用的内存区域的内容锁定到缓存中(即，如果禁用不是一个选项)。
2. 如果第一种方法不可行，请使数组远大于 DCACHE 大小，并在该区域上使用 memcpy()。这里的想法是，缓存将被使用，但随着大数组的新部分被拉入缓存而被刷新。这应该提供一个非常接近直接从 CPU 到内存的基准测试。如果您使用 memset() 而不是 memcpy() 并且您的缓存是直写式的，则此基准测试应该与直接 CPU 相同内存路径。

在这两种情况下，为了获得更精确的结果，您应该确保在开始测试之前 array1[] 和 array2[] 的内容尚未在缓存中。这可能需要在 memcpy() 测试之前分配和填充(或简单地读取)第三个缓冲区。当尝试避免缓存时，存在许多此类问题，如何解决和避免它们特定于缓存架构以及操作系统如何配置缓存(即，如果是 Linux，默认情况下可能不会) t 将缓存配置为直写)。

顺便说一句，您确实意识到您正在使用 memcpy() 方法测试内存读写？这种方法很好，但可能会产生更不可靠的结果。更好的方法可能是单独测试读取和写入，而不用像 memset() 和 memcpy() 这样的函数。