c++ - 用于测量时间的 HPET 频率与 CPU 频率

Question

我需要以纳秒为单位测量函数执行时间。现在我想了解我的计算机是否可以做到这一点，以及测量的精度是多少。有人建议使用 QueryPerformanceFrequency() 来获取 HPET 的频率，而 1/hpetFrequency 是可以测量的原子时间。这是正确的吗？我的意思是如果我的 cpu 频率是 3.33 GH，即使是 1GHz，那么一个时钟持续时间也是 1 纳秒。不是说我可以用纳秒来衡量吗？

对于测量时间 CPU 或 HPET 的频率是必不可少的，为什么？

Answer 1

您无法测量到 1 纳秒，也无法测量到 10 纳秒。这是因为每个action of measurement需要某种呼叫。最快的 API 之一是 GetSystemTimeAsFileTime()。一次通话需要 10-15ns。但它的分辨率/粒度相当差（在 ms 制度下）。QueryPerformanceCounter() 提供 MHz 到 GHz 范围内的频率，具体取决于底层硬件。这个调用没有那么快，但在 1MHz 时，您可以获得 1 微秒的分辨率。在这样的频率下，由 QueryPerformanceFrequency() 给出，连续调用可能会返回相等的值，因为调用比增量速率更快。另一个来源是 CPU 时间戳计数器 (rdtsc)。但它也有一些缺点：现代硬件实现了自适应 CPU 频率。因此这个频率不能被认为是一个常数。这种方式只能在恒定阶段进行测量。

事实上，没有一个频率源提供恒定频率。所有这些频率都是由一些具有offset and drift. 因此，操作系统将返回 QueryPerformanceFrequency 或 CPU 频率的值，并让您相信它是一个常数。但是，您将获得的数字仅为close estimates.

只有根据系统 RTC 校准这些频率时，才能执行真正准确的计时。有关Windows 上准确计时的更多详细信息，请参阅此出版物。

编辑： Windows 选择Time Stamp Countercpu。在这种情况下， QPF() 的结果等于处理器速度除以一个固定数字（在您的情况下为 1024）。当恒定/不变的 TSC 可用时，Windows 会优先选择围绕 TSC 构建计时。3.33 GHz/1024=3.25 MHz。