단일 MOV 명령어는 x86에서 획득-릴리스 의미 체계를 어떻게 달성합니까?

C 메모리 순서 지정: x86에서 MOV를 사용하여 릴리스 및 획득 의미 체계 달성

질문: MOV 명령어는 추가 메모리 장벽이나 동기화를 사용하지 않고 x86에서 획득-해제 의미 체계를 제공합니다. 기본?

답변:

메모리 해제 및 획득 순서를 적용하기 위해 여러 명령이 필요한 기존 프로세서 아키텍처와 달리 x86의 MOV 명령은 이 기능을 우아하게 구현합니다. 이는 모든 코어에서 일관된 메모리 공유 보기를 보장하는 x86 프로세서의 캐시 일관성 특성으로 인해 가능합니다.

x86 메모리 모델은 다음 원칙을 준수합니다.

• 로드는 다른 로드로 재정렬되지 않습니다.
• 쓰기는 이전 로드로 재정렬되지 않습니다.
• 스토어 버퍼링을 제외하고 메모리에 대한 쓰기는 다른 쓰기와 함께 재정렬되지 않습니다.

스토어 버퍼링은 각 CPU 코어 내에서 로컬 재정렬 수준을 도입합니다. 그러나 저장소가 전체적으로 표시되면 재정렬 없이 모든 코어에 동시에 표시됩니다.

따라서 MOV 명령어는 다음 속성을 활용하여 획득-릴리스 의미 체계로 원자 저장을 수행합니다.

• 스토어 주문: MOV에 의해 수행된 메모리 쓰기는 중간 단계 없이 즉시 다른 코어에 표시됩니다.
• 캐시 일관성: 모든 코어는 공유 메모리의 일관된 보기를 공유하므로 쓰기가 다른 모든 코어에 동시에 표시됩니다.

결과적으로 x86의 단일 MOV 명령은 다른 스레드가 획득할 수 있도록 공유 메모리의 업데이트된 값을 해제하고 공유 메모리에서 해당 값을 획득합니다. 현재 스레드. 이 동작은 고성능 컴퓨팅에서 동기화에 필요한 획득-릴리스 의미 체계를 효과적으로 구현합니다.

추가 고려 사항:

• 다른 ISA는 메모리 모델이 더 약할 수 있습니다. 보다 공격적인 재정렬을 허용합니다. 이 경우 획득-해제를 달성하기 위해 추가 동기화 프리미티브가 필요할 수 있습니다. 의미론.
• C에서 일반적으로 사용되는 것과 같은 더 강력한 메모리 모델의 경우 MOV 명령어만으로도 획득-해제 의미론을 구현하는 데 충분합니다. 이러한 모델은 메모리 일관성을 손상시킬 수 있는 특정 재정렬 시나리오를 금지하기 때문입니다.

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