每个程序员都应该了解的硬件知识

news2025/1/18 6:39:08

作者:shizhaoyang

在追求高效代码的路上,我们不可避免地会遇到代码的性能瓶颈。为了了解、解释一段代码为什么低效,并尝试改进低效的代码,我们总是要了解硬件的工作原理。于是,我们可能会尝试搜索有关某个架构的介绍、一些优化指南或者阅读一些计算机科学的教科书(如:计算机组成原理)。但以上的内容可能都太过繁琐、细节太多,在阅读的过程中,我们可能会迷失在纷繁的细节中,没法很好地将知识运用到实践中。

本文旨在通过多个可运行的 benchmark 介绍常见的优化细节以及与之相关的硬件知识,为读者建立一个简单、有效的硬件心智模型。

图片

Cache

首先要介绍的就是缓存 cache 。我们先来看一个引自 CSAPP 的经典例子:

pub fn row_major_traversal(arr: &mut Vec<Vec<usize>>) {
    let n = arr.len();
    for i in 0..n {
        assert!(arr[i].l

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