杰哥的小笔记
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CPU 微架构逆向方法学
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原文中文，约3600字，阅读约需9分钟。
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内容提要
CPU微架构逆向方法学包括两部分：通过已知设计推导参数和在不确定设计时排除可能性。使用Microbenchmark测试微架构性能，识别瓶颈并逆向设计参数。设计时需考虑微架构部件、参数、指标及程序构造，常用方法包括测试容量和队列深度，需关注汇编构造和链接器行为。已有许多现成的Microbenchmark可供参考。
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关键要点
- CPU微架构逆向方法学包括两部分：已知设计推导参数和不确定设计时排除可能性。
- Microbenchmark用于测试微架构性能，识别瓶颈并逆向设计参数。
- 设计时需考虑微架构部件、参数、指标及程序构造，常用方法包括测试容量和队列深度。
- 已有大量成熟的Microbenchmark可供参考，针对常见微架构设计实现逆向。
- Microbenchmark的核心思路是通过构造程序使某个微架构部件成为瓶颈，扫描设计参数。
- 测试L1 DCache容量的例子说明了如何通过访问不同大小的数组来逆向设计参数。
- Microbenchmark设计要素包括微架构部件、设计参数、瓶颈指标、程序构造等。
- 常用的瓶颈反映指标有时间和性能计数器，时间测量简单但受频率波动影响。
- 性能计数器使用较为复杂，但能提供更精确的微架构逆向信息。
- 构造瓶颈的常见套路包括测试容量、队列深度、组相连结构等。
- 建议使用汇编语言构造测例，避免C/C++编译器带来的不期望行为。
- 现成的Microbenchmark和相关文档可供参考，帮助逆向微架构部件。
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延伸问答
什么是CPU微架构逆向方法学？
CPU微架构逆向方法学包括通过已知设计推导参数和在不确定设计时排除可能性两部分。
Microbenchmark在微架构逆向中有什么作用？
Microbenchmark用于测试微架构性能，识别瓶颈并逆向设计参数。
如何通过Microbenchmark测试L1 DCache的容量？
通过访问不同大小的数组，观察性能变化来确定L1 DCache的容量。
在设计Microbenchmark时需要考虑哪些要素？
需要考虑微架构部件、设计参数、瓶颈指标和程序构造等要素。
性能计数器在微架构逆向中有什么优势？
性能计数器提供更精确的微架构逆向信息，但使用较为复杂。
有哪些常见的方法可以构造瓶颈？
常见方法包括测试容量、队列深度和组相连结构等。
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