フォルスシェアリング とは？

別々のコアで動くスレッドAとBが、それぞれ別の変数を更新する例を考えよう。変数は別でも同じキャッシュラインに載ると、整合性を保つやり取りが増えて性能が落ちることがあるんだ。

キャッシュでデータを管理する塊だよ。64バイトなどの大きさがあり、具体的なサイズは機器による。変数1個だけではなく周囲のデータも同じラインに入るので、別の変数が同居することがあるんだ。

各コアで同じラインのコピーを使うとき、一方の書き込みにより、他方のコピーの無効化や再取得などが必要になるよ。自分が使う変数自体は変わっていなくても、ライン単位の整合性の管理に巻き込まれる。そのやり取りが繰り返されると負担になるんだ。

スレッドを増やしても速くならない原因はいろいろあるので、測定して確かめるよ。Linuxでは、対応する環境でperf c2cなどを使い、競合するラインを調べられる。変数を別のラインに離す配置やパディングが対策の一つだよ。C++にはalignasとstd::hardware_destructive_interference_sizeを使う例もあるんだ。

離すほどメモリなどの負担が増えるため、問題のある箇所に使い、変更後も測定するよ。C++の定数は実装が定める推奨の間隔で、実行機器のライン幅を取得する関数ではない。各スレッドで集計して最後に合算するなど、共有する書き込みを減らす方法もあるね。