英特尔的多线程比 AMD 慢得多

Multithreading on Intel much slower than on AMD

本文关键字：AMD 多线程 英特尔      更新时间：2023-10-16

我想使下面的代码并行化：

for(int c=0; c<n; ++c) {
    Work(someArray, c);
}

我是这样做的：

#include <thread>
#include <vector>
auto iterationsPerCore = n/numCPU;
std::vector<std::future<void>> futures;
for(auto th = 0; th < numCPU; ++th) {
    for(auto n = th * iterationsPerCore; n < (th+1) * iterationsPerCore; ++n) {
        auto ftr = std::async( std::launch::deferred | std::launch::async,
            [n, iterationsPerCore, someArray]()
            {
                for(auto m = n; m < n + iterationsPerCore; ++m)
                    Work(someArray, m);
            }
        );
        futures.push_back(std::move(ftr));
    }
    for(auto& ftr : futures)
        ftr.wait();
}
// rest of iterations: n%iterationsPerCore
for(auto r = numCPU * iterationsPerCore; r < n; ++r)
    Work(someArray, r);

问题是它在英特尔 CPU 上的运行速度仅提高了 50%，而在 AMD 上的运行速度提高了 300%。我在三个英特尔CPU（Nehalem 2core+HT，Sandy Bridge 2core+HT，Ivy Brigde 4core+HT）上运行它。AMD处理器是Phenom II x2，解锁了4个内核。在 2 核英特尔处理器上，使用 50 个线程的运行速度提高了 4%。在 4 核上，它在 4 个线程上的运行速度也提高了 50%。 我正在使用VS2012，Windows 7进行测试。

当我尝试使用 8 个线程时，它比英特尔上的串行循环慢 8 倍。我想这是由HT引起的。

对此，你怎么看？这种行为的原因是什么？也许代码不正确？

我怀疑是虚假共享。当两个变量共享同一缓存行时，就会发生这种情况。实际上，即使未并发访问它们，对它们的所有操作也必须非常昂贵地同步，因为缓存只能根据特定大小的缓存行运行，即使您的操作更细粒度也是如此。我怀疑AMD硬件只是更具弹性，或者具有不同的硬件设计来应对这种情况。

要进行测试，请更改代码，以便每个内核仅适用于 64 字节的倍数块。这应该避免任何高速缓存行共享，因为英特尔 CPU 只有 64 字节的高速缓存行。

我会说你需要改变你的编译器设置，使所有编译的代码最小化分支的数量。两种不同的 CPU 样式具有不同的操作前瞻设置。您需要更改编译器优化设置以匹配目标 CPU，而不是编译代码的 CPU。

你也应该对CPU缓存感到敬畏。这是一篇关于这个主题的好文章。

简短版本：硬件缓存数据，但如果您在同一内存（SomeArray）上工作，它必须在CPU的缓存之间始终同步，它甚至可能导致运行速度变慢，然后以单线程方式运行。

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