Okay, das ist ein etwas seltsames Problem, wenn man sich mit der Funktionsweise von CPUs besch\u00e4ftigt oder Leistungsprobleme debuggt. Fr\u00fcher f\u00fchrten CPUs Anweisungen streng nacheinander aus \u2013 also in perfekter Reihenfolge. Klingt logisch, oder? Aber das erwies sich als nicht optimal f\u00fcr die Leistung, da die CPU manchmal warten muss, bis Daten aus dem Speicher geladen sind, was alles verlangsamen kann. Daher entwickelten die Entwickler die Out-of-Order-Ausf\u00fchrung \u2013 eine M\u00f6glichkeit f\u00fcr die CPU, durch die Neuanordnung von Anweisungen mehr zu erledigen, sodass sie keine Zyklen mit Warten verschwendet. Das ist zwar ziemlich clever, erh\u00f6ht aber auch die Komplexit\u00e4t, da sichergestellt werden muss, dass trotz all dieser Neuanordnungen alles korrekt abl\u00e4uft. Wenn sich Ihr System oder Code seltsam verh\u00e4lt, insbesondere bei Multithread-Anwendungen oder benutzerdefinierter Hardware, kann das Verst\u00e4ndnis der Reihenfolge von Speicheroperationen helfen, das Problem zu beheben oder zumindest zu diagnostizieren. Hier kommen Dinge wie Speicherbarrieren ins Spiel \u2013 sie weisen die CPU im Grunde an, \u201edurchzuhalten\u201c und bestimmte Aufgaben der Reihe nach zu erledigen, und verhindern so, dass sie Anweisungen auf eine Weise jongliert, die Fehler oder Datenbesch\u00e4digungen verursachen k\u00f6nnte. Bei manchen Systemen kann das Ignorieren von Speicherbarrieren oder deren unsachgem\u00e4\u00dfe Handhabung zu kniffligen Fehlern oder merkw\u00fcrdigen Leistungseinbu\u00dfen f\u00fchren. Wenn Sie also an Low-Level-Code oder Treibern herumbasteln oder versuchen, das letzte Qu\u00e4ntchen Leistung herauszuholen, kann es wirklich wichtig sein zu wissen, wann und wie diese Z\u00e4une eingesetzt werden. Das Schwierige daran ist, dass diese Funktionen bei modernen CPUs quasi integriert und kompliziert sind und daher in der Regel nicht viel manuelle Aufmerksamkeit erfordern \u2013 es sei denn, Sie hantieren mit Hardware-Komponenten oder arbeiten mit extrem niedriger Latenz. Aber zu verstehen, was sie bewirken, kann Ihnen viel Kopfzerbrechen ersparen, wenn etwas schiefgeht. Hier sind einige Tipps, wie Sie diese Konzepte beheben oder damit experimentieren k\u00f6nnen.<\/p>\n
Wenn Sie mit mehreren Threads oder Hardwarekommunikation auf niedriger Ebene arbeiten, m\u00fcssen Sie die CPU manchmal zwingen, bestimmte Speicheroperationen abzuschlie\u00dfen, bevor sie fortf\u00e4hrt. Hier kommen Speicherbarrieren<\/strong> oder Fence-Anweisungen<\/strong> ins Spiel. Sie sagen der CPU: \u201eWarte, ordne diese Anweisungen nicht neu an.\u201c Normalerweise ist dies in Multithread-Kontexten oder Hardwaretreibern n\u00fctzlich. In C oder C++ k\u00f6nnen Sie dies als atomare Operationen oder bestimmte Funktionsaufrufe wie sehen Hinweis: In manchen Setups f\u00fchrt das Vergessen von Speicherbarrieren bei Bedarf zu Race Conditions, die nur schwer nachvollziehbar sind. Seien Sie vorsichtig, insbesondere bei Multi-Core- oder Low-Level-Programmierung. Wenn Sie fehlerhafte Datenaktualisierungen oder inkonsistente Zust\u00e4nde feststellen, sollten Sie pr\u00fcfen, ob die Speicherreihenfolge die Ursache ist.<\/p>\n Ein weiterer Ansatzpunkt ist die Feinabstimmung von Compiler-Flags, um zu steuern, wie aggressiv die Out-of-Order-Ausf\u00fchrung sein kann. In GCC oder Clang k\u00f6nnen Sie beispielsweise Flags wie Und hey, manchmal kann ein einfacher Neustart oder ein Firmware-Update seltsame CPU- oder Speicherprobleme beheben, wenn alles andere fehlschl\u00e4gt, denn nat\u00fcrlich muss Windows es schwieriger machen als n\u00f6tig.<\/p>\n Wir dr\u00fccken die Daumen, dass das Verst\u00e4ndnis dieser Grundlagen dabei hilft, CPU-Macken oder -Fehler zu verstehen. Ehrlich gesagt kann sich das Herumspielen mit Out-of-Order-Execution-Funktionen manchmal wie ein Katzenh\u00fcten anf\u00fchlen, aber zu wissen, wann man mit Z\u00e4unen eingreifen oder neu konfigurieren muss, kann viel \u00c4rger bei der Laufzeit ersparen. Es ist nicht immer einfach, aber es lohnt sich, wenn diese engen Schleifen oder kritischen Speicheroperationen anfangen, Probleme zu machen. Hoffentlich vermittelt dies ein klareres Bild davon, was unter der Haube vor sich geht \u2013 nur ein bisschen Low-Level-Zauberei, die einen gro\u00dfen Unterschied in Stabilit\u00e4t und Leistung machen kann. Viel Gl\u00fcck und m\u00f6ge Ihre CPU in Ordnung bleiben!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Okay, das ist ein etwas seltsames Problem, wenn man sich mit der Funktionsweise von CPUs besch\u00e4ftigt oder Leistungsprobleme debuggt. Fr\u00fcher f\u00fchrten CPUs Anweisungen streng nacheinander<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1530","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-hilfe"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1530","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1530"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1530\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1530"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1530"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/help.peacedoorball.blog\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1530"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}std::atomic_thread_fence(std::memory_order_seq_cst)<\/code>. In Assembler w\u00fcrden Sie Anweisungen wie mfence<\/code>auf x86 oder dmb<\/code>ARM verwenden. Unter Windows w\u00fcrden Sie im Kernelmodus Funktionen wie KeMemoryBarrier<\/strong> verwenden. Unter Linux smp_mb()<\/code>ist das Aufrufen (aus den Linux-Kernel-Headern) \u00fcblich. Diese sind ziemlich niedrigstufig, aber auf einigen Systemen kann dies die L\u00f6sung sein, die Sie brauchen, wenn Sie seltsame Bugs, fehlerhafte DMA-Operationen oder Datenkonflikte sehen. Manchmal kann das Hinzuf\u00fcgen einer expliziten Fence vor und nach kritischen Speicheroperationen die Situation stabilisieren. Rechnen Sie jedoch mit Leistungseinbu\u00dfen, da die CPU nicht so viele Neuanordnungen durchf\u00fchren kann, was ja eigentlich der Sinn der Sache ist.<\/p>\nKonfigurieren Sie den Compiler oder die Hardware, um die Out-of-Order-Ausf\u00fchrung zu optimieren oder zu begrenzen<\/h3>\n
-fno-reorder-functions<\/code>oder \u00e4hnliche Flags verwenden, die die Neuanordnung begrenzen. Das ist nicht immer praktisch, aber beim Debuggen einer zeitkritischen App kann es hilfreich sein. Auf der Hardwareseite k\u00f6nnen Sie bei einigen CPUs Leistungsmerkmale anpassen oder bestimmte Optimierungen \u00fcber die BIOS-Einstellungen deaktivieren \u2013 das kommt jedoch seltener vor und wird normalerweise nicht empfohlen, es sei denn, Sie wissen, was Sie tun. Trotzdem ist es einen Versuch wert, wenn Sie einen Hardwarefehler oder ein fehlerhaftes CPU-Verhalten vermuten. Nur eine kurze Anmerkung: Das Deaktivieren der Out-of-Order-Ausf\u00fchrung ist auf modernen CPUs normalerweise nicht m\u00f6glich, ohne in die Hardware integrierte Funktionen zu deaktivieren. F\u00fcr einige Mikroarchitekturen gibt es jedoch m\u00f6glicherweise Einstellungen oder dokumentierte Workarounds. Verwenden Sie bei Bedarf besser Software-Z\u00e4une.<\/p>\nZusammenfassung<\/h2>\n
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std::atomic_thread_fence<\/code>.<\/li>\nZusammenfassung<\/h2>\n