时间测量、CPU 滴答声和可调节的 CPU 频率？答案

【问题标题】：Time measurements, CPU ticks and adjustable CPU frequency?时间测量、CPU 滴答声和可调节的 CPU 频率？
【发布时间】：2018-02-09 00:37:56
【问题描述】：

如今，CPU 可以调整其频率以降低能耗。然而，许多进行高精度持续时间测量的方法并不直接依赖于测量时间，而是依赖于获取滴答计数。例如，RDTSC/RDTSCP 之类的汇编指令似乎访问了在每个时钟周期单调递增的滴答计数。或者 C 常量 CLOCKS_PER_SEC 这是...一个常量。对于频率可调的处理器，滴答计数和实际持续时间如何相关？以及如何从另一个推导出来？

【问题讨论】：

这是很久以前修复的，今天你的机器仍然有一个处理器出现这个问题的几率很低。我们从这里看不到它。 en.wikipedia.org/wiki/…
硬件有一个实时时钟，它与处理器时钟周期分开计数。在任何处理器速度可变的处理器中，实时和处理器周期之间没有恒定的相关性。
任何频率的 CPU 时钟都是重要的测量值。还有挂钟时间，所以你需要同时寻找。如果这些说明为您提供处理器时钟计数，那就太好了。现在找到一个可以准确测量挂钟时间的芯片（我说的是一般不是 x86 特定的，实际上你也是，因为你没有标记 cpu/arch）你所说的这些芯片通常由参考时钟驱动，比如 100Mhz GHz 速度是通过 pll 在内部完成的，希望设计人员提供基于参考时钟而不是倍频时钟的计数器/定时器。（不太可能）
@EricPostpischil：现代 x86 确实如此，但一些早期的可变频率 CPU 没有恒定/不间断的 TSC，因此它不是可用的时间源。这两件事都有 CPUID 功能位：RDTSC 计算参考周期，并且当 CPU 内核时钟停止时它不会停止（睡眠 C 状态）。 Linux 更喜欢 RDTSC 作为时间源，但如果 CPU 不具备这两个特性，它就会回退到另一个源，比如 HPET。我的旧 Core2 系统使用 TSC 作为时钟源，但它可能是具有必要功能的第一代系统之一。
@PeterCordes：这就是为什么我说“硬件”有一个单独计数的实时时钟，而不是处理器。旧的东西在主板上有一个独立的时钟，有时是一个额外的选择。在此之前，您必须输入系统启动的时间。

标签： c assembly time cpu clock

【解决方案1】：

查看来自英特尔的文档（英特尔® 64 和 IA-32 架构软件开发人员手册/第 3 卷（3A、3B、3C 和 3D）：系统编程指南）第 17.17 节中的文档读取

对于 Pentium 4 处理器、Intel Xeon 处理器（系列 [0FH]、型号 [03H 及更高]）；英特尔酷睿独奏和 Intel Core Duo 处理器（系列 [06H]，型号 [0EH]）；适用于 Intel Xeon 处理器 5100 系列和 Intel Core 2 Duo 处理器（系列 [06H]，型号 [0FH]）；用于 Intel Core 2 和 Intel Xeon 处理器（家族 [06H]，显示模型 [17H]);对于 Intel Atom 处理器（系列 [06H]， DisplayModel [1CH])：时间戳计数器以恒定速率递增。该费率可能由处理器的最大核心时钟与总线时钟的比率，或者可以由最大解析频率设置处理器被引导。最大解析频率可能与处理器基础不同频率，有关详细信息，请参阅第 18.7.2 节。在某些处理器上，TSC 频率可能不同作为品牌字符串中的频率。

因此 TSC 以恒定速率运行。所以不同的频率无关紧要。这是自 Pentium 4 以来的情况。

请阅读完整的第 17.17 节以了解处理器如何为您提供恒定速率计时器。

你的问题下面的 cmets 也是正确的：你必须区分这样的短期计时器和挂钟时间。

【讨论】：