Bandwidth記憶體頻寬測試工具

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Bandwidth是一款記憶體頻寬基準測試程式，主要針對x86及x86_64平台，通過順序讀寫與隨機讀寫不同大小的資料區塊，測試系統的記憶體頻寬效能。

項目地址

Bandwidth提供了一套組合語言實現的支援庫，用來完畢體繫結構相關的特定操作，比如讀取某些寄存器的內容。

利用該彙編庫，檢測當前系統CPU的型號及支援的特性，並選擇對應的工作模式，如筆者機器的CPU為：

CPU family: GenuineIntelCPU features: MMX SSE SSE2 SSE3 SSSE3 SSE4.1 SSE4.2 XD Intel64

在主程式執行時，依據CPU特性選擇工作模式：

    if (mode == SSE2) {        print (L"(128-bit), size = ");    }        else if (mode == AVX) {        print (L"(256-bit), size = ");    }        else {#ifdef __x86_64__        print (L"(64-bit), size = ");#else        print (L"(32-bit), size = ");#endif    }

筆者的CPU支援SSE2，不支援AVX，故採用128bit的資料位元寬進行對應的記憶體讀寫操作。

以筆者的機器為例，測試主要分為下面幾個部分：

|-------|128bit    |64bit |
|:-----:|:-----:|:----:|
|順序讀  |    |      |
|隨機讀    |    |      |
|順序寫    |    |      |
|隨機寫    |    |      |

能夠選擇是否旁路掉各級cache，筆者機器的CPU cache情況例如以下：

Cache 0: L1 data cache,        line size 64,  8-ways,    64 sets, size 32kCache 1: L1 instruction cache, line size 64,  8-ways,    64 sets, size 32kCache 2: L2 unified cache,     line size 64, 16-ways,  4096 sets, size 4096k

用於讀寫的資料區塊大小從128B逐漸增大到128MB，因為各級cache的大小不同，進行記憶體讀寫時，較小的資料區塊會存放在cache中，較大的資料區塊則會經過cache存放在主存中。所以，隨著資料區塊大小的添加，在幾個節點上頻寬的大小會有明顯的跳變，主要原因就是到達了各級cache的容量上限，而轉向下層儲存。bandwidth會將測試結果產生一個記錄檔，一張圖表，這樣的頻寬的跳變在圖表中有最直觀的表現。，在32KB與4MB處頻寬有明顯的下降趨勢