您是否期望未來的CPU代不會緩存一致？

Question

我正在設計一個程序，我發現假設隱式高速緩存一致性使設計變得更容易。例如，我的單個作者（總是相同的線程）多個讀者（總是其他線程）的情況下不使用任何互斥體。

這對目前的英特爾CPU來說不是問題。但是我希望這個程序至少在未來十年內（軟件的短時間內）能產生收益，所以我想知道你是否認爲這可能是未來cpu架構的一個問題。

Answer 1

我懷疑未來的CPU世代仍然會爲您處理緩存一致性問題。沒有這些，大多數主流編程方法將會失敗。我懷疑任何將在未來十年內廣泛使用的CPU架構將使當前的編程模型無效 - 它可能會擴展它，但很難放棄如此廣泛的假設。這就是說，假設隱式緩存一致性編程並不總是一個好主意。 false sharing有許多問題，如果您有意識地隔離數據，可以輕鬆避免。正確處理這些問題可能會導致當前CPU產生巨大的性能提升（而不是巨大的性能損失）。當然，這是設計中的更多工作，但它通常是必需的。

Answer 2

您正在發出奇怪的請求。你正在問我們的我們的（SO社區）假設關於未來的CPU架構 - 一個非常危險的命題。你是否願意把你的錢放在我們的口？因爲如果我們錯了，你的應用程序將失敗，它會是你誰沒有賺錢..

無論如何，我會懷疑事情不會因爲所有遺留代碼寫入單線程執行，但這只是我的看法。

Answer 3

我本身並不知道。但我希望看到非緩存相干模式的趨勢。

概念思維轉換很重要（不能只是在方法調用中傳遞數據，必須通過隊列傳遞給異步方法），但是隨着我們越來越多地進入多核世界，它是必需的。每個內存組越接近每個處理器越好。因爲那時我們正在一個網絡信息路由的世界裏工作，在這個世界裏，數據只是不可用，而不是擁有可以沉默地跺腳數據的線程。但是，正如Reed Copsey所指出的那樣，整個x86計算機世界都是建立在緩存一致性的基礎之上的（它甚至比微軟的市場份額還要大）。所以它不會很快消失！

Answer 4

我們已經在那裏。計算機聲稱緩存一致性，但同時它們有一個用於寫入的臨時存儲緩衝區，可以通過此緩衝區而不是緩存完成讀取（即，存儲緩衝區剛剛變爲非連貫緩存），並且無效請求也排隊等待處理器暫時使用它知道已過時的緩存行。

X86不使用這些技術中的很多，但它確實使用了一些。只要內存保持速度比CPU慢得多，期望看到更多的這些技術，而其他設計則可以使用。即使是itanium，它仍然使用了許多這樣的想法，所以希望intel隨着時間的推移將它們遷移到x86中。

至於避免鎖等問題，通常很難在互聯網上看到人們的專業水平，所以要麼你誤導了你認爲可能的工作，要麼你處於無鎖定編程的前沿。很難說。

您是否瞭解MESI協議，內存障礙和可見性？你讀過Paul McKenney等人的東西嗎？

Answer 5

這個問題似乎誤導了我。 CPU體系結構並不重要，重要的是您正在爲之工作的平臺的內存模型。

您正在開發的應用程序是一些環境，具有一些定義的內存模型。例如。如果您當前的目標是x86，那麼您可以確定任何未來的平臺在運行x86代碼時都會實現相同的內存模型。 Java或.NET虛擬機和其他執行平臺也是如此。

如果您希望在其他平臺上移植您的當前應用程序，如果平臺內存模型會有所不同，您將不得不對其進行調整，但在這種情況下，您是做端口的人，並且您已經完成了控制你如何做到這一點。然而，即使對於目前的平臺，這也是如此。 PowerPC內存模型允許比x86更多的重新排序。

Answer 6

這裏是來自計算機體系結構領域的知名作者的文章，它認爲緩存一致性在這裏停留。

http://acg.cis.upenn.edu/papers/cacm12_why_coherence.pdf

「爲什麼片上高速緩存一致性是在這裏留下」 -By馬丁，希爾和索林