如何使用 perf 正确测量 IPC（每周期指令）答案

【问题标题】：How to correctly measure IPC (Instructions per cycle) with perf如何使用 perf 正确测量 IPC（每周期指令）
【发布时间】：2018-12-28 12:31:24
【问题描述】：

我想知道如何使用 perf 正确测量每个周期的指令。作为参考：http://www2.engr.arizona.edu/~tosiron/papers/SPEC2017_ISPASS18.pdf 使用inst_retired.any 和cpu_clk_unhalted.ref_tsc 进行计算，我现在想知道这是否是正确的方法。相比之下，PAPI 使用硬件计数器PAPI_TOT_INS 和PAPI_TOT_CYC 来计算 IPC。

经过一些测量，我得出结论：

inst_retired.any:u 好像和PAPI_TOT_INS 一样
cpu-cycles 好像和PAPI_TOT_CYC 一样

在一个示例基准测试中，cpu-cycles 与 cpu_clk_unhalted.ref_tsc 相差约 25%。现在的问题是，这两个值中哪一个是正确的计算值？还是两种方法都错了？

【问题讨论】：

如果您提供有关应用程序、系统和系统配置的具体信息，我们可以提供更好的答案。

标签： x86 performancecounter perf papi

【解决方案1】：

cpu-cycles 是实际的核心时钟频率，它会随着 turbo / power-save P-states 而变化。如果您关心微架构方面的问题，例如您要实现的每时钟 4 微指令前端瓶颈有多接近，请使用它。

cpu_clk_unhalted.ref_tsc 是参考周期，并且始终以（接近）CPU 的额定/标定速度滴答。（例如，我的 4GHz i7-6700k 上的固定 4008 MHz）。如果您关心每次的工作，包括选择加速或在部分内存受限时保持低时钟速度，请使用它（或task-clock）。（取决于 EPP 能源性能偏好设置。）

有趣的事实：它使用与 RDTSC 相同的时钟源，但是当时钟停止时事件计数器不会滴答作响，例如在 CPU 频率转换期间）。 Lost Cycles on Intel? An inconsistency between rdtsc and CPU_CLK_UNHALTED.REF_TSC

（半相关：How to get the CPU cycle count in x86_64 from C++? 了解更多关于 TSC 和rdtsc）

【讨论】：