这个时钟滴答适用于 Intel i3 吗？

Posted 2023-03-07

【中文标题】这个时钟滴答适用于 Intel i3 吗？

【英文标题】：Is this clock tick suitable on Intel i3?

【发布时间】：2011-11-28 18:20:34

【问题描述】：

我采用在线方式来衡量 SSE 的表现。

#ifndef __TIMER_H__
#define __TIMER_H__

#pragma warning (push)
#pragma warning (disable : 4035)    // disable no return value warning

__forceinline  unsigned int GetPentiumTimer()

    __asm
    
        xor   eax,eax             // VC won't realize that eax is modified w/out this
                                  //   instruction to modify the val.
                                  //   Problem shows up in release mode builds
        _emit 0x0F                // Pentium high-freq counter to edx;eax
        _emit 0x31                // only care about low 32 bits in eax

        xor   edx,edx             // so VC gets that edx is modified
    


#pragma warning (pop)

#endif

我在 Pentium D E2200 CPU 上进行了测量，它工作正常（它显示对齐的 SSE 指令更快）。 但在我的 i3 CPU 上，我在 70% 的测试中更快地获得了未对齐的指令。

你们认为这种时钟滴答测量不适合 i3 CPU 吗？

【问题讨论】：

我很确定 VC 支持内联 asm 中的 RDTSC 指令。另外，您为什么不关心高 32 位，您应该使用 __declspec(naked) 或者更好地以更适当的方式返回一个值。此外，我想改用QueryPerformanceCounter 或类似功能（注意频率缩放/多核处理器等问题）。

RDTSC 不是序列化指令，这意味着它可以/将被乱序执行。如果你坚持直接使用它，你通常希望使用 CPUID 来强制序列化（它是你可以在用户态执行的少数序列化指令之一）。

我也有 QueryPerformanceCounter。根据结果​​，它不是很可靠。对于 nxn 矩阵乘法，n = 10000 或更高，时间只需要 0.3 秒？我认为这根本不准确（在控制台上看到结果需要超过 2 秒），所以我转向时钟滴答。我现在要试试 RDTSC。谢谢。

我还推荐QueryPerformanceCounter，假设这是 Windows 平台。

如果你想使用原始rdtsc，请使用__rdtsc() 内在函数。 Get CPU cycle count?

【参考方案1】：

QueryPerformanceCounter（至少在 Windows 上）绝对比内联汇编好得多。我看不出有任何理由在该函数上使用内联汇编（这会给您在不支持内联汇编的 Visual Studio 上编译到 x64 时出现问题）。

【参考方案2】：

0F 31 是 RDTSC 指令，对于测量短代码段的性能仍然可能有用。即使对于 i3 CPU。如果任务切换和将线程迁移到不同内核的影响不打扰您，则可以使用 RDTSC。在许多情况下，强制使用 CPUID 进行序列化会得到更精确的结果。

至于您的测量，很有可能未对齐的 SSE 在 i3 上运行得更快。最新的英特尔处理器（Nehalem 和 Sandy Bridge 架构）可以非常有效地处理未对齐的内存操作数。当然，它们永远不会胜过对齐指令，但如果其他一些因素影响测试中的性能，对齐指令可能会看起来更慢。

编辑：

见http://www.agner.org/optimize/#testp。这是RDTSC指令使用的一个很好的例子。

【参考方案3】：

正如其他人注意到的那样，您应该使用 QueryPerformanceCounter。

但如果你真的想使用汇编程序，最好的可能是使用内在的 __rdtsc。

如果你不想使用内在函数，那么这将是最好的方法：

unsigned __int64 __declspec(naked) GetPentiumTimer() 
    __asm 
        rdtsc
        ret
    

据我所知，Visual C++ 拒绝对任何使用内联汇编程序的函数执行内联。通过使用 __declspec(naked)，您可以告诉编译器正确处理寄存器的使用。

但是使用内在函数是最好的，这样编译器就会知道使用了哪些寄存器，并以正确的方式内联。

【讨论】：

不，MSVC 可以内联使用__asm 的函数，如果你不将它们设为naked。但绝对使用__rdtsc 内在；它可以跨 32 / 64 位移植，并且可以移植到 gcc/clang/ICC。 Get CPU cycle count?

【参考方案4】：

QueryPerformanceCounter() 是在 Windows 上获取高频计时器的最简单方法。然而，它有一点开销，因为它是一个系统调用——大约 ½μs。如果您正在为非常快的事件计时，或者需要非常高的精度，这可能是个问题。

如果您需要优于 250 纳秒的精度，您可以使用the rdtsc intrinsic 直接获取硬件计数器。我的 i7 大约有 10ns 的延迟。

【讨论】：

rdtsc 没有输入，所以我猜它的延迟会从问题到输出寄存器准备好。仅在分支未命中或其他前端失速后才有意义，并且难以衡量。也许您的意思是吞吐量？