如果不同的核心具有不同的 L1 缓存，为什么会出现缓存乒乓效应和问题？

Question

我正在阅读有关错误共享和缓存乒乓的信息，当不同内核上有多个线程尝试使用相同的缓存行但数据不同时（例如数组中彼此相邻的两个 int 值）。在这种情况下，缓存线需要在核心之间来回移动。我感到困惑的是，我认为每个核心都有自己的 L1 缓存，那么为什么它需要与其他核心共享该缓存行？难道它不只是保留自己的副本并更新它吗？另外，如果 cpu 被迫使核心之间的所有缓存保持一致，那么像 c++ 中这样的关键字有什么意义volatile（除了可能阻止编译器将值存储在寄存器中）？

Answer 1

首先，您不应该将其用于volatile线程同步。有关详细说明，请参阅为什么 volatile 在多线程 C 或 C++ 编程中不被认为有用？

其次，错误共享成为问题的原因是，当更新缓存行中的变量时，整个缓存行被标记为脏。然后，这会强制所有核心上的同一缓存行无效，因为它们不知道更新了哪些部分，它们只知道该行已更新，因此需要同步。

英特尔有一篇关于此的非常好的文章，名为避免和识别线程之间的错误共享