使用新版本的g ++會導致多線程性能下降嗎？

Question

我已經編寫了一些在Ubuntu 18.04的i9-9900K上運行的C ++反向傳播代碼。

我看到的問題是，隨着新版g ++的出現，多線程性能越來越差。

單線程基准測試隨着新的g ++版本的改善而達到預期：

g++ 4.8: 5437 cycles/s
g++ 5.5: 5929 cycles/s
g++ 6.5: 5932 cycles/s
g++ 7.4: 6117 cycles/s
g++ 8.3: 6921 cycles/s

多線程基准測試（8個內核上有14個pthread）在較新的版本中會大大降低：

g++ 4.8: 25456 cycles/s
g++ 5.5: 17212 cycles/s
g++ 6.5: 18616 cycles/s
g++ 7.4: 17054 cycles/s
g++ 8.3: 14797 cycles/s

我在CentOS 7.6和Clear Linux中也看到過類似的行為。 在所有經過測試的操作系統中，最快的性能來自於在g ++ 4.8中使用14個線程。

這是我正在使用的編譯標志：g ++ -c -std = c ++ 11 -march = native -Ofast

我在編譯時使用了錯誤的標志嗎？ 我試過了-O3，但降級是類似的，盡管極端程度較低（並且比-Ofast慢）

g++ 4.8 -O3: 17256 cycles/s
g++ 5.5 -O3: 15129 cycles/s
g++ 6.5 -O3: 15779 cycles/s
g++ 7.4 -O3: 15736 cycles/s
g++ 8.3 -O3: 13361 cycles/s

我覺得我遇到了這么多內核的內存帶寬問題。 是否有任何編譯選項可以幫助解決這么多線程帶來的內存壓力？

Answer 1

進一步測試表明，該問題與-march = native優化標志有關。

g ++ 4.8將i9-9900k本機視為激活的core-avx2：MMX，SSE，SSE2，SSE3，SSSE3，SSE4.1，SSE4.2，AVX，AES和PCLMUL

g ++ 4.9及更高版本將i9-9900k本機視為具有激活功能的Broadwell：MOVBE，MMX，SSE，SSE2，SSE3，SSSE3，SSE4.1，SSE4.2，POPCNT，AVX，AVX2，AES，PCLMUL，FSGSBASE，RDRND，FMA ，BMI，BMI2，F16C，RDSEED，ADCX和PREFETCHW

顯然，這會導致過度優化。

完全刪除-march標志可以解決此問題。 禁用AVX時也可以使用-mno-avx和-mno-avx2