C++中的Large Page/Huge Pages内存管理:减少TLB Miss与提高内存访问效率

C++中的Large Page/Huge Pages内存管理:减少TLB Miss与提高内存访问效率 大家好,今天我们来深入探讨一个在高性能计算和内存密集型应用中至关重要的主题:Large Page,也称为Huge Pages。我们将从传统的虚拟内存管理入手,分析TLB (Translation Lookaside Buffer) Miss带来的性能瓶颈,然后详细介绍Large Page的原理、优势、配置以及在C++中的实际应用。 1. 虚拟内存管理与TLB Miss 现代操作系统普遍采用虚拟内存管理机制。其核心思想是为每个进程提供一个独立的、连续的虚拟地址空间,而物理内存的分配和管理则由操作系统内核负责。虚拟地址空间的大小通常远大于实际物理内存的大小。 虚拟地址转换 当CPU访问一个虚拟地址时,需要将其转换为实际的物理地址才能访问物理内存。这个转换过程涉及到页表(Page Table)。页表是一个存储虚拟地址到物理地址映射关系的表格。每个进程都有自己的页表。 虚拟地址分解: 虚拟地址被分解为两部分:虚拟页号(Virtual Page Number, VPN)和页内偏移(Page Of …