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英特尔手动优化(2019 年 9 月修订)显示了 Ice Lake 微架构的 48 KiB 8 路关联 L1 数据缓存。

Ice Lake 的 48KiB L1 数据缓存及其 8 路关联性 1软件可见延迟/带宽会因访问模式和其他因素而异。

这让我很困惑,因为:

  • 有 96 套 (48 KiB / 64 / 8),这不是 2 的幂。
  • 一个集合的索引位和字节偏移的索引位相加超过 12 位,这使得4KiB 页面无法使用廉价 PIPT-as-VIPT-trick 。

总而言之,似乎缓存的处理成本更高,但延迟仅略有增加(如果有的话,取决于英特尔对该数字的确切含义)。

有了一点创造力,我仍然可以想象一种快速索引 96 集的方法,但第二点对我来说似乎是一个重要的突破性变化。

我错过了什么?

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优化手册是错误的。

根据CPUID指令,关联性为 12(在 Core i5-1035G1 上)。另请参阅uops.info/cache.htmlen.wikichip.org/wiki/intel/microarchitectures/ice_lake_(client)

这意味着有 64 个集合,与之前的微架构相同。

于 2020-01-19T15:06:11.483 回答
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处理器系列的优化手册和数据表(第 2.4.2 节)都提到 L1 数据缓存是 8 路关联的。另一个来源是InstLatx64,它为包括 Ice Lake 处理器在内的许多处理器提供cpuid 转储。以i7-1065G7的转储为例

CPUID 00000004:1C004121-02C0003F-0000003F-00000000 [SL 00]

缓存信息可以在cpuid叶子 0x4 中找到。英特尔 SDM 第 2 卷讨论了如何解码这些字节。EBX 的第 31 - 22 位(左起第二个)表示路数减一。这些二进制位是 1011,十进制是 11。所以cpuid说有12种方法。我们可以从这里获得的其他信息是,L1 数据缓存大小为 48KB,缓存行大小为 64 字节,并使用简单寻址方案。因此根据cpuid信息,地址的第 11-6 位表示缓存集索引。

那么哪一个是对的呢?优化手册可能是错误的(这不是第一次),但cpuid转储也可能是错误的(这也不是第一次)。好吧,两者都可能是错误的,但从历史上看,这种可能性要小得多。此处cpuid讨论了手册和信息之间存在差异的其他示例,因此我们知道两个来源中都存在错误。此外,我不知道有任何其他英特尔消息来源提到 L1D 中的方式数量。当然,非英特尔来源也可能是错误的。

有 8 路和 96 组将导致不寻常的设计,并且在优化手册中仅提及一个数字就不太可能发生(尽管这并不一定意味着缓存必须有 12 路)。这本身就使手册在这里更容易出错。

幸运的是,英特尔确实在规格更新文档中记录了其处理器中的实现错误。我们可以查看 Ice Lake 处理器的规格更新文档,您可以在此处找到该文档。那里记录了两个cpuid错误:

CPUID TLB 信息不准确

我已经在关于从 Intel CPUID 结果中理解 TLB 的回答中讨论了这个问题。第二个错误是:

CPUID L2 缓存信息可能不准确

这与您的问题无关。

规范更新文档提到了一些cpuid错误这一事实强烈表明来自cpuid叶子 0x4 的信息已经过英特尔验证并且是准确的。因此,在这种情况下,优化手册(和数据表)可能是错误的。

于 2020-01-20T05:46:08.643 回答