Циклы / байтовые вычисления

Question

В сообществах Crypto принято измерять производительность алгоритмов в циклах / байт. У меня вопрос, какие параметры в архитектуре процессора влияют на это число? За исключением, конечно, часовых скоростей :)

Answer 1

Два важных фактора:

1. ISA ЦП или, более конкретно, насколько близко инструкции ЦП соответствуют операциям, которые вам нужно выполнить - если вы можете выполнить данную операцию в одной инструкции на одном ЦП, но для этого требуется 3 инструкции на другом ЦП, первый процессор , вероятно, будет быстрее. Если у вас есть специальные крипто-инструкции на процессоре или расширения, такие как SIMD, которые можно использовать, то тем лучше.

2. скорость выдачи команд ЦП, т.е. сколько инструкций может быть выдано за такт

Answer 2

Главным образом:

• Пропускная способность шины памяти
• инструкций процессора за цикл

Ограничивающим фактором может быть то, сколько памяти ЦПУ может получить доступ в секунду. Это зависит от алгоритма и того, насколько большой частью работы является доступ к памяти. Кроме того, какие части памяти, к которым осуществляется доступ, будут влиять на то, насколько хорошо работает кэш памяти.

В настоящее время время выполнения команд измеряется не тем, сколько циклов занимает инструкция, а тем, сколько инструкций может быть выполнено в одном цикле. Препроцессор в CPU выстраивает несколько команд для параллельного выполнения, поэтому это зависит от того, сколько параллельных линий имеет CPU и насколько хорошо код может быть распараллелен. Как правило, большое количество условных ветвлений в алгоритме затрудняет распараллеливание.

Answer 3

Вот некоторые функции процессора, которые могут влиять на циклы / байт:

• глубина трубопровода
• количество IU и / или FPU, способных работать параллельно
• размер кеш-памяти
• алгоритмы для прогнозирования ветвлений
• алгоритмы обработки пропущенного кэша

Более того, вас может заинтересовать общая проблема оценки WCET (время выполнения в худшем случае)