Bandwidth内存带宽測试工具

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Bandwidth是一款内存带宽基准測试程序，主要针对x86及x86_64平台，通过顺序读写与随机读写不同大小的数据块，測试系统的内存带宽性能。

项目地址

Bandwidth提供了一套汇编语言实现的支持库，用来完毕体系结构相关的特定操作，比如读取某些寄存器的内容。

利用该汇编库，检測当前系统CPU的型号及支持的特性，并选择对应的工作模式，如笔者机器的CPU为：

CPU family: GenuineIntel
CPU features: MMX SSE SSE2 SSE3 SSSE3 SSE4.1 SSE4.2 XD Intel64

在主程序执行时，依据CPU特性选择工作模式：

    if (mode == SSE2) {
        print (L"(128-bit), size = ");
    }    
    else if (mode == AVX) {
        print (L"(256-bit), size = ");
    }    
    else {
#ifdef __x86_64__
        print (L"(64-bit), size = ");
#else
        print (L"(32-bit), size = ");
#endif
    }

笔者的CPU支持SSE2，不支持AVX，故採用128bit的数据位宽进行对应的内存读写操作。

以笔者的机器为例，測试主要分为下面几个部分：

|-------|128bit    |64bit |
|:-----:|:-----:|:----:|
|顺序读  |    |      |
|随机读    |    |      |
|顺序写    |    |      |
|随机写    |    |      |

能够选择是否旁路掉各级cache，笔者机器的CPU cache情况例如以下：

Cache 0: L1 data cache,        line size 64,  8-ways,    64 sets, size 32k
Cache 1: L1 instruction cache, line size 64,  8-ways,    64 sets, size 32k
Cache 2: L2 unified cache,     line size 64, 16-ways,  4096 sets, size 4096k

用于读写的数据块大小从128B逐渐增大到128MB，因为各级cache的大小不同，进行内存读写时，较小的数据块会存放在cache中，较大的数据块则会经过cache存放在主存中。所以，随着数据块大小的添加，在几个节点上带宽的大小会有明显的跳变，主要原因就是到达了各级cache的容量上限，而转向下层存储。bandwidth会将測试结果生成一个日志文件，一张图表，这样的带宽的跳变在图表中有最直观的表现。如图，在32KB与4MB处带宽有明显的下降趋势