C++ 为什么缓冲区应该在64字节边界上对齐以获得最佳性能？

在示例程序中，我发现了以下注释：

/* Hardware delivers at most ef_vi_receive_buffer_len() bytes to each
 * buffer (default 1792), and for best performance buffers should be
 * aligned on a 64-byte boundary.  Also, RX DMA will not cross a 4K
 * boundary.  The I/O address space may be discontiguous at 4K boundaries.
 * So easiest thing to do is to make buffers always be 2K in size.
 */
#define PKT_BUF_SIZE         2048

我很感兴趣的是，为什么为了获得最佳性能，缓冲区应该在64字节边界上对齐？例如，为什么2000个缓冲区比2048个缓冲区慢？我猜这就是64位计算机的工作原理——由于某种原因，它存储2048字节比存储2000字节要快

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为什么2048个缓冲区的速度更快？您可以链接“最小示例”，其中“更大但64字节对齐”的缓冲区更快？

64字节是当代体系结构中常用的缓存线大小。从内存中进行的任何提取都会提取整个缓存线。通过将数据与缓存线边界对齐，可以最大限度地减少读取数据所需的缓存线数量，以及写入数据时被弄脏的缓存线数量

当然，数据的大小也很重要。例如，如果数据的大小除以缓存线的大小，则只在大小上对齐是完全正确的

相反，假设您的数据是96字节大。如果按32字节对齐，最多可以使用三条缓存线：

|............DDDD|DDDDDDDDDDDDDDDD|DDDD............|

|................|DDDDDDDDDDDDDDDD|DDDDDDDDPPPPPPPP|

相比之下，如果按64字节对齐（需要另外32字节的填充），则只需要两条缓存线：

|............DDDD|DDDDDDDDDDDDDDDD|DDDD............|

|................|DDDDDDDDDDDDDDDD|DDDDDDDDPPPPPPPP|

（

D

=数据，

p

=填充，每个字符代表4个字节。）

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当您同时修改内存时，缓存线更值得关注。每次弄脏一条缓存线时，获取同一缓存线的所有其他CPU都可能必须丢弃并重新蚀刻这些缓存线。意外地将不相关的共享数据放在同一缓存线上被称为“虚假共享”，通常使用插入填充来避免这种情况。

简单的回答是，大多数当代x64处理器上的数据缓存线都是64字节宽，因此CPU从主内存执行的每次提取都是64字节。如果要加载跨越64字节边界的64字节结构，那么CPU必须获取两条缓存线才能获取整个结构

真正的答案是，这个主题太复杂，无法放入答案框，但会给你一个完整的解释

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还要注意的是，64字节不是计算的基本法则，也与64位处理器无关。它恰好是当今大多数工作站上x64处理器上最常见的缓存线大小。其他处理器具有不同的缓存线大小（例如，Xbox360和PS3中使用的Xenon PowerPC具有128字节的缓存线）。

您认为“64位”与“64字节”有关系吗？@KerrekSB ok，也许我的猜测是错误的，那么你能提供一个如何在代码中实现这一点的实际例子吗？@Dave：可以是一些简单的事情，比如在类定义中添加显式的“填充”（例如字符数组），或者使用

alignas

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