如何进一步优化蒙特卡洛模拟以显着减慢英特尔 Sandybridge 系列 CPU 的执行速度？

对 Intel Sandybridge 系列 CPU 中的管道进行去优化

目标： 通过利用以下知识来悲观程序运行速度较慢英特尔 i7

问题：

作业提供了两个选项：油石或蒙特卡罗程序。学生选择了蒙特卡洛模拟程序，但他们的悲观化努力只增加了代码运行时间一秒。

问题：

学生如何进一步悲观化代码实现更有意义速度变慢？

答案：

一般策略：

• 引入不可预测的分支来增加误预测惩罚。
• 延长循环携带的依赖链以减少指令级别并行性。
• 使用较慢的 FP 操作和 div，尤其是 exp 和 log 函数。

Uarch 特定想法：

具有内在函数():

• 使用 movnti 从缓存中逐出数据。
• 在 FP 数学运算之间使用整数洗牌以导致旁路延迟。
• 避免混合 SSE 和 AVX 指令而不使用vzeroupper。

使用（内联）asm：

• 强制对齐问题以破坏 uop 缓存。
• 使用 self-修改代码以触发管道

导致缓存未命中和内存减慢：

• 执行狭窄存储导致存储转发停顿。
• 替换具有大结构成员的局部变量来控制内存布局。
• 安排内存布局以增加缓存未命中和页面拆分加载。
• 使用未对齐的变量来跨越缓存行或页面边界。
• 以非循环方式循环数组-连续顺序。
• 考虑使用链表而不是

其他技术：

• 使用 std::atomic;循环计数器用于较慢的原子操作。
• 使用 -m32 或 -march=i386 进行编译以强制减慢代码生成速度。
• 强制使用较低精度的长双精度计算以获得额外的速度。
• 经常将CPU亲和力设置为不同的CPU。
• 为上下文切换实现过多的系统调用

最后的注释：

• 虽然这些技术有效地减慢了代码的速度，但它们的“恶魔般的无能”程度取决于给出的理由.
• 作业讲师可能想让学生了解管道危险和依赖性，而不仅仅是应用这些技术盲目地。

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