Ответ 1
Иногда внутреннее поведение лучше понимается в терминах команды, которую они представляют, а не как абстрактной семантики, данной в их описаниях.
Полный набор констант локальности, как сегодня,
#define _MM_HINT_T0 1
#define _MM_HINT_T1 2
#define _MM_HINT_T2 3
#define _MM_HINT_NTA 0
#define _MM_HINT_ENTA 4
#define _MM_HINT_ET0 5
#define _MM_HINT_ET1 6
#define _MM_HINT_ET2 7
как описано в этой статье о возможностях предварительной обработки сопроцессора Intel Xeon Phi.
Для процессоров IA32/AMD набор уменьшается до
#define _MM_HINT_T0 1
#define _MM_HINT_T1 2
#define _MM_HINT_T2 3
#define _MM_HINT_NTA 0
#define _MM_HINT_ET1 6
_mm_prefetch скомпилирован в разные инструкции на основе архитектуры и подсказки локальности
Hint IA32/AMD iMC
_MM_HINT_T0 prefetcht0 vprefetch0
_MM_HINT_T1 prefetcht1 vprefetch1
_MM_HINT_T2 prefetcht2 vprefetch2
_MM_HINT_NTA prefetchtnta vprefetchnta
_MM_HINT_ENTA - vprefetchenta
_MM_HINT_ET0 - vprefetchet0
_MM_HINT_ET1 prefetchtwt1 vprefetchet1
_MM_HINT_ET2 - vprefetchet2
Что делают инструкции (v)prefetch, если все требования удовлетворены, - это привести ценность строки в кеш-памяти к уровню кеша, указанному в подсказке локации.
Инструкция - это всего лишь подсказка, ее можно игнорировать.
Когда строка предварительно загружена на уровень X, руководства (как Intel, так и AMD) говорят, что она также попала во все другие более высокие уровни (но для случая X = 3).
Я не уверен, что это действительно так, я считаю, что линия предварительно заполнена с соблюдением - к уровню кэша X и в зависимости от стратегий кэширования более высоких уровней (включительно vs не включительно), она может присутствовать или не присутствовать там тоже.
Другим атрибутом инструкций (v)prefetch является невременный атрибут.
Вневременные данные вряд ли будут повторно использованы в ближайшее время.
По моему мнению, данные NT хранятся в "потоковых буферах нагрузки" для архитектуры IA32 1 тогда как для архитектуры iMC она хранится в обычном кеше (используя в качестве способа идентификатор аппаратного потока), но с самой последней версией политики замены (так что это будет следующая высеченная строка, если это необходимо).
Для AMD руководство читает, что фактическое местоположение зависит от реализации, от программного невидимого буфера до выделенного невременного кеша.
Последний атрибут инструкций (v)prefetch - это атрибут "намерение" или атрибут "выселение".
Из-за MESI-и-вариантных протоколов должен быть сделан запрос на владение, чтобы привести строку в исключительное состояние (для ее изменения).
RFO - это просто специальное чтение, поэтому предварительная выборка его с помощью RFO напрямую приведет его в эксклюзивное состояние (в противном случае первый магазин будет отменять преимущества предварительной выборки из-за "отложенного" RFO-запроса), если мы знаем, что мы будем напишите ему позже.
Архитектуры IA32 и AMD не поддерживают и исключают невременную подсказку (пока), так как уровень невременного кэша определяется реализацией.
Архитектура iMC позволяет использовать ее с кодом местности _MM_HINT_ENTA.
1 Я понимаю, что это буферы WC. Питер Кордес разъяснил это в комментарии ниже: prefetchnta использует только буферы Line-Fill, если предварительно загружает регионы памяти USWC. В противном случае он предварительно вставляется в L1
Для справки здесь приведено описание инструкций
PREFETCHhВыбирает строку данных из памяти, содержащую байт, указанный с помощью операнда источника, в местоположение в кэш-иерархию, указанную подсказкой локальности:
• T0 (временные данные) - данные выборки на всех уровнях иерархии кеша.
• T1 (временные данные относительно промахов кэша первого уровня) - данные выборки в кеш второго уровня и выше.
• T2 (временные данные в отношении промахов кэша второго уровня) - данные выборки в кеш уровня 3 и выше или выбор конкретной реализации.
• NTA (не временные данные по всем уровням кэша); - выборка данных в невременную структуру кеша и в место, близкое к процессору, минимизируя загрязнение кеша.
PREFETCHWT1Выбирает строку данных из памяти, содержащую байт, указанный с помощью операнда источника, в местоположение в кэш-иерархию, указанную в намерении написать подсказку (чтобы данные вводились в "Исключительное состояние" посредством запроса на владение) и подсказка местности:
• T1 (временные данные по отношению к кешу первого уровня) - данные выборки в кеш второго уровня.
VPREFETCHhCache Temporal Exclusive state Level VPREFETCH0 L1 NO NO VPREFETCHNTA L1 YES NO VPREFETCH1 L2 NO NO VPREFETCH2 L2 YES NO VPREFETCHE0 L1 NO YES VPREFETCHENTA L1 YES YES VPREFETCHE1 L2 NO YES VPREFETCHE2 L2 YES YES