一、背景知识
CPU缓存(Cache Memory),是位于CPU与内存之间的临时存储器,它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。高速缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾,因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多,这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分,但这一小部分是短时间内CPU即将访问的,当CPU调用大量数据时,就可避开内存直接从缓存中调用,从而加快读取速度。
----以上引自度娘百科,懒呐- -"
缓存中是由缓存行来管理的,典型的缓存行大小为64bytes,一次读入就是64bytes。即使仅仅想读入一个Int64,实际上也是将其后的56bytes也读进来。
因此如果需要操作一个Length为8的Int64数组,一次读入,次次命中,嗨吧~~
二、栗子
设计了一个小栗子,是累加一个二维Int64的数据:
如果从一维循环,那么类似于顺序读入,这样应该能实现1次读入缓存,后7次命中,性能应该会好一些。
如果从二维循环,那么读入一次缓存,后面的就没办法命中了,性能一定是底很多。
三、栗子代码
1 using System; 2 3 namespace PerformanceOfCacheLineTest 4 { 5 class Program 6 { 7 private const Int64 ONE_DIMENSION = 1024 * 1024; 8 private const Int64 TWO_DIMENSION = 64; 9 10 static void Main(string[] args) 11 { 12 Int64[][] array = new Int64[ONE_DIMENSION][]; 13 for (int i = 0; i < ONE_DIMENSION; i++) 14 { 15 array[i] = new Int64[TWO_DIMENSION]; 16 for (int j = 0; j < TWO_DIMENSION; j++) 17 { 18 array[i][j] = 0; 19 } 20 } 21 22 Console.WriteLine("starting...."); 23 24 DateTime start = System.DateTime.Now; 25 Int64 sum = 0; 26 for (int i = 0; i < ONE_DIMENSION; i++) 27 { 28 for (int j = 0; j < TWO_DIMENSION; j++) 29 { 30 sum += array[i][j]; 31 } 32 } 33 DateTime end = System.DateTime.Now; 34 Console.WriteLine("one dimension first: using " + (end - start).TotalMilliseconds); 35 36 37 start = System.DateTime.Now; 38 for (int j = 0; j < TWO_DIMENSION; j++) 39 { 40 for (int i = 0; i < ONE_DIMENSION; i++) 41 { 42 sum += array[i][j]; 43 } 44 } 45 end = System.DateTime.Now; 46 Console.WriteLine("two dimension first: using " + (end - start).TotalMilliseconds); 47 48 Console.WriteLine("...ended"); 49 Console.Read(); 50 } 51 } 52 }
四、栗子结果
五、结论
差距还是很明显的哟,印证了假设。
作为一枚肉鸟,学到新的东西总是让人耳目一新,世界观都不一样了呢*_*。。。需要学习的东西还很多呀!!!
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