c++ - std::alignas 如何优化程序的性能？

Question

在32位机器中，一个内存读取周期得到4个字节的数据。
因此，对于下方缓冲区的读取，读取下面提到的 128 个 bytes 缓冲区需要 32 个读取周期。

char buffer[128];

现在，假设如果我已经按照下面提到的方式对齐了这个缓冲区，那么请告诉我它如何使读取速度更快？

alignas(128) char buffer[128];

我假设内存读取周期将仅保持 4 个字节。

Answer 1

用于内存访问的寄存器的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 字节并且您的 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)，只需要触及两个缓存行。

如果您正在使用内存映射文件，或者在交换条件下，则下一级对齐开始:内存页面的大小。这将需要 4096 或 8192 字节对齐。

但是，如果指定的对齐方式大于编译器使用的自然对齐方式，我严重怀疑 alignas() 是否有任何显着的积极影响:它会显着增加内存消耗，这可能就足够了首先触发更多的缓存行/内存页面。只有小的偏差需要避免，因为它们可能会在某些 CPU 上引发巨大的减速，或者在其他 CPU 上可能是完全非法的/不可能的。

因此，真理只存在于测量中:如果你需要你能得到的所有加速，试试看，测量运行时差异，看看它是否有效。