在编译时启用 AVX512 支持会显着降低性能

Question

我有一个使用静态库的 C/C++ 项目。该图书馆是为“天湖”建筑而建的。该项目是一个数据处理模块，即它执行许多算术运算、内存复制、搜索、比较等

CPU为Xeon Gold 6130T，支持AVX512。我尝试使用

-march=skylake

和

-march=skylake-avx512

编译我的项目，然后与库链接。

使用

-march=skylake-avx512

时，与使用

-march=skylake

构建的项目相比，项目性能显着下降（平均下降 30%）。

这该如何解释呢？可能是什么原因？

信息：

• Linux 3.10
• 海湾合作委员会9.2
• 英特尔至强金牌 6130T

Answer 1

项目绩效显着下降（平均下降30%）

在无法轻松矢量化的代码中，零星的 AVX 指令会降低 CPU 的频率，但不会带来任何好处。在这种情况下，您可能需要完全关闭 AVX 指令。

请参阅高级矢量扩展，降频：

由于 AVX 指令更宽并产生更多热量，因此英特尔处理器在执行此类指令时会降低 Turbo Boost 频率限制。节流分为三级：

• L0 (100%)：正常涡轮增压限制。
• L1 (~85%)：“AVX 提升”限制。由 256 位“重”（浮点单元：FP 数学和整数乘法）指令软触发。由“轻”（所有其他）512 位指令硬触发。
• L2 (~60%)：“AVX-512 提升”限制。 由 512 位重指令软触发。 频率转换可以是软的或硬的。硬转换是指一旦发现这样的指令就降低频率；软转换意味着仅在达到匹配指令的阈值数量后才降低频率。限制是每个线程。

降频意味着在具有英特尔处理器的混合工作负载中使用 AVX 可能会导致频率损失，尽管它在“纯”环境中速度更快。避免使用宽而重的指令有助于最大限度地减少这些情况下的影响。 AVX-512VL 是在 AVX-512 中仅使用 256 位操作数的示例，使其成为混合负载的合理默认值。

另外，请参阅

• 关于英特尔频率扩展的危险。
• 聚集英特尔讨论英特尔 AVX-512 过渡。
• 如何修复英特尔？.