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在现代处理器 (AMD Phenom II 1090T) 上执行时，以下代码更有可能消耗多少时钟滴答：3 还是 11？ 

label:  mov (%rsi), %rax
        adc %rax, (%rdx)
        lea 8(%rdx), %rdx
        lea 8(%rsi), %rsi
        dec %ecx
        jnz label

问题是，当我对此类代码执行多次迭代时，每次迭代的结果不时变化接近 3 或 11 个滴答声。我无法决定“谁是谁”。

UPD 根据指令延迟表 (PDF)，我的一段代码在 AMD K10 微架构上至少需要 10 个时钟周期。因此，每次迭代不可能有 3 个刻度是由测量中的错误引起的。

已解决 @Atom注意到，现代处理器 中的循环频率不是恒定的。当我在 BIOS 中禁用三个选项时 -和Core Performance Boost，我的“六条指令”的消耗稳定在3 个时钟周期:-)AMD C1E SupportAMD K8 Cool&Quiet Control

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2 回答 2

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我不会试图肯定地回答每次迭代需要多少个周期（3 或 10 个），但我会解释每次迭代如何获得3 个周期。

（请注意，这是针对一般处理器的，我没有针对 AMD 处理器做任何参考。）

关键概念：

今天大多数现代（非嵌入式）处理器都是超标量和无序的。不仅可以并行执行多个（独立）指令，而且它们可以重新排序指令以打破依赖关系等。

让我们分解你的例子：

label:
    mov (%rsi), %rax
    adc %rax, (%rdx)
    lea 8(%rdx), %rdx
    lea 8(%rsi), %rsi
    dec %ecx
    jnz label

首先要注意的是分支前的最后 3 条指令都是独立的：

    lea 8(%rdx), %rdx
    lea 8(%rsi), %rsi
    dec %ecx

因此，处理器可以并行执行所有这三个。

另一件事是这样的：

adc %rax, (%rdx)
lea 8(%rdx), %rdx

似乎有一个依赖rdx项阻止了两者并行运行。但实际上，这是错误的依赖，因为第二条指令实际上并不依赖于第一条指令的输出。现代处理器能够重命名rdx寄存器以允许这两条指令重新排序或并行执行。

同样适用于以下rsi之间的寄存器：

mov (%rsi), %rax
lea 8(%rsi), %rsi

所以最后，（可能）可以实现 3 个周期，如下所示（这只是几个可能的顺序之一）：

1:   mov (%rsi), %rax        lea 8(%rdx), %rdx        lea 8(%rsi), %rsi
2:   adc %rax, (%rdx)        dec %ecx
3:   jnz label

*当然，为了简单起见，我过度简化了事情。实际上，延迟可能更长，并且循环的不同迭代之间存在重叠。

无论如何，这可以解释如何获得 3 个周期。至于为什么你有时会得到 10 个周期，可能有很多原因：分支预测错误，一些随机管道泡沫......

于 2011-12-30T06:39:35.320 回答
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在英特尔，David Levinthal 博士的“性能分析指南”非常详细地调查了这些问题的答案。

于 2011-12-29T22:41:54.597 回答