Overhead of arm64 LSE per-CPU atomics?
Wentao Guan
guanwentao at uniontech.com
Thu Nov 27 04:29:54 PST 2025
Hello All,
Here is my result with HUAWEI HUAWEIPGU-WBY0, which has 24c TSV110 core.(kunpeng920),
little strange --- stadd sometimes very fast, ldadd always slow, llsc always stable...
I thought change detect cap ARM64_HAS_LSE_ATOMICS in arm64_features is little dirty, any good idea?
Best Regrads
Wentao Guan
ARM64 Per-CPU Atomic Add Benchmark
===================================
Running percentile measurements (100 iterations)...
Detected 24 CPUs
CPU: 0 - Latency Percentiles:
====================
LSE (stadd) (c 0, d 0): p50: 029.00 ns p95: 029.09 ns p99: 029.12 ns
LSE (stadd) (c 0, d 100): p50: 048.31 ns p95: 048.74 ns p99: 048.95 ns
LSE (stadd) (c 0, d 200): p50: 086.32 ns p95: 086.60 ns p99: 086.75 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LSE (stadd) (c 10, d 0): p50: 058.10 ns p95: 058.32 ns p99: 058.49 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LSE (stadd) (c 10, d 300): p50: 248.03 ns p95: 248.31 ns p99: 248.55 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LSE (stadd) (c 10, d 500): p50: 402.60 ns p95: 403.10 ns p99: 403.24 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LSE (stadd) (c 30, d 0): p50: 058.02 ns p95: 058.31 ns p99: 058.33 ns
LL/SC (c 0, d 0): p50: 006.57 ns p95: 006.57 ns p99: 006.57 ns
LL/SC (c 0, d 10): p50: 008.50 ns p95: 008.50 ns p99: 008.51 ns
LL/SC (c 0, d 20): p50: 011.67 ns p95: 011.67 ns p99: 011.68 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LL/SC (c 10, d 0): p50: 013.16 ns p95: 013.46 ns p99: 013.47 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LL/SC (c 10, d 10): p50: 017.00 ns p95: 017.20 ns p99: 017.29 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LL/SC (c 10, d 20): p50: 023.37 ns p95: 023.57 ns p99: 023.67 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LL/SC (c 1000, d 0): p50: 013.16 ns p95: 013.37 ns p99: 013.47 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LL/SC (c 1000, d 10): p50: 017.00 ns p95: 017.21 ns p99: 017.40 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LL/SC (c 1000000, d 0): p50: 013.17 ns p95: 013.37 ns p99: 013.37 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LL/SC (c 1000000, d 10): p50: 017.00 ns p95: 017.20 ns p99: 017.30 ns
LDADD (c 0, d 0): p50: 069.55 ns p95: 069.57 ns p99: 069.71 ns
LDADD (c 0, d 100): p50: 107.71 ns p95: 108.11 ns p99: 108.20 ns
LDADD (c 0, d 200): p50: 152.85 ns p95: 152.91 ns p99: 152.93 ns
LDADD (c 0, d 300): p50: 193.50 ns p95: 193.54 ns p99: 193.62 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LDADD (c 1, d 10): p50: 139.04 ns p95: 139.34 ns p99: 139.43 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LDADD (c 10, d 0): p50: 139.04 ns p95: 139.44 ns p99: 139.68 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LDADD (c 10, d 10): p50: 139.04 ns p95: 139.33 ns p99: 139.34 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
LDADD (c 100, d 0): p50: 139.04 ns p95: 139.40 ns p99: 139.43 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.80 ns p99: 006.06 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
PFRM_KEEP+STADD (c 10, d 0): p50: 011.59 ns p95: 011.89 ns p99: 011.99 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
PFRM_KEEP+STADD (c 1000, d 0): p50: 011.59 ns p95: 011.79 ns p99: 011.89 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
PFRM_KEEP+STADD (c 1000000, d 0): p50: 011.59 ns p95: 011.79 ns p99: 011.80 ns
PFRM_STRM+STADD (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.80 ns p99: 007.82 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
PFRM_STRM+STADD (c 10, d 0): p50: 011.59 ns p95: 011.80 ns p99: 011.89 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
PFRM_STRM+STADD (c 1000, d 0): p50: 011.59 ns p95: 011.79 ns p99: 011.89 ns
sched_setaffinity: Invalid argument
PFRM_STRM+STADD (c 1000000, d 0): p50: 011.59 ns p95: 011.80 ns p99: 013.47 ns
CPU: 1 - Latency Percentiles:
====================
LSE (stadd) (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 029.00 ns p99: 029.01 ns
LSE (stadd) (c 0, d 100): p50: 048.53 ns p95: 048.96 ns p99: 049.05 ns
LSE (stadd) (c 0, d 200): p50: 086.26 ns p95: 087.25 ns p99: 087.37 ns
LSE (stadd) (c 10, d 0): p50: 038.29 ns p95: 038.31 ns p99: 038.52 ns
LSE (stadd) (c 10, d 300): p50: 123.81 ns p95: 123.92 ns p99: 124.56 ns
LSE (stadd) (c 10, d 500): p50: 201.16 ns p95: 201.20 ns p99: 201.22 ns
LSE (stadd) (c 30, d 0): p50: 038.30 ns p95: 038.31 ns p99: 038.32 ns
LL/SC (c 0, d 0): p50: 006.56 ns p95: 006.58 ns p99: 006.58 ns
LL/SC (c 0, d 10): p50: 008.50 ns p95: 008.51 ns p99: 008.51 ns
LL/SC (c 0, d 20): p50: 011.67 ns p95: 011.68 ns p99: 011.68 ns
LL/SC (c 10, d 0): p50: 012.97 ns p95: 013.04 ns p99: 013.06 ns
LL/SC (c 10, d 10): p50: 020.93 ns p95: 021.06 ns p99: 021.16 ns
LL/SC (c 10, d 20): p50: 051.95 ns p95: 064.63 ns p99: 076.34 ns
LL/SC (c 1000, d 0): p50: 012.81 ns p95: 012.83 ns p99: 012.84 ns
LL/SC (c 1000, d 10): p50: 020.72 ns p95: 020.73 ns p99: 020.74 ns
LL/SC (c 1000000, d 0): p50: 008.65 ns p95: 009.03 ns p99: 009.11 ns
LL/SC (c 1000000, d 10): p50: 012.03 ns p95: 012.74 ns p99: 013.09 ns
LDADD (c 0, d 0): p50: 010.04 ns p95: 010.06 ns p99: 010.06 ns
LDADD (c 0, d 100): p50: 049.48 ns p95: 107.89 ns p99: 108.48 ns
LDADD (c 0, d 200): p50: 152.75 ns p95: 152.89 ns p99: 152.90 ns
LDADD (c 0, d 300): p50: 193.52 ns p95: 193.54 ns p99: 193.58 ns
LDADD (c 1, d 10): p50: 069.49 ns p95: 069.51 ns p99: 069.51 ns
LDADD (c 10, d 0): p50: 069.67 ns p95: 069.69 ns p99: 069.69 ns
LDADD (c 10, d 10): p50: 069.67 ns p95: 069.69 ns p99: 069.70 ns
LDADD (c 100, d 0): p50: 070.91 ns p95: 070.95 ns p99: 071.00 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.81 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 10, d 0): p50: 082.54 ns p95: 082.62 ns p99: 082.68 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 1000, d 0): p50: 065.04 ns p95: 065.39 ns p99: 065.62 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 1000000, d 0): p50: 019.55 ns p95: 020.03 ns p99: 020.15 ns
PFRM_STRM+STADD (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.81 ns
PFRM_STRM+STADD (c 10, d 0): p50: 082.51 ns p95: 082.61 ns p99: 082.63 ns
PFRM_STRM+STADD (c 1000, d 0): p50: 064.35 ns p95: 064.81 ns p99: 065.25 ns
PFRM_STRM+STADD (c 1000000, d 0): p50: 019.52 ns p95: 020.08 ns p99: 020.27 ns
CPU: 2 - Latency Percentiles:
====================
LSE (stadd) (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.79 ns
LSE (stadd) (c 0, d 100): p50: 048.68 ns p95: 049.06 ns p99: 049.11 ns
LSE (stadd) (c 0, d 200): p50: 087.28 ns p95: 087.39 ns p99: 087.45 ns
LSE (stadd) (c 10, d 0): p50: 038.28 ns p95: 038.29 ns p99: 038.31 ns
LSE (stadd) (c 10, d 300): p50: 123.80 ns p95: 123.85 ns p99: 123.93 ns
LSE (stadd) (c 10, d 500): p50: 201.18 ns p95: 203.31 ns p99: 203.39 ns
LSE (stadd) (c 30, d 0): p50: 038.31 ns p95: 038.35 ns p99: 038.52 ns
LL/SC (c 0, d 0): p50: 006.57 ns p95: 006.57 ns p99: 006.57 ns
LL/SC (c 0, d 10): p50: 008.50 ns p95: 008.50 ns p99: 008.50 ns
LL/SC (c 0, d 20): p50: 011.67 ns p95: 011.67 ns p99: 011.67 ns
LL/SC (c 10, d 0): p50: 012.97 ns p95: 013.05 ns p99: 013.06 ns
LL/SC (c 10, d 10): p50: 020.97 ns p95: 021.06 ns p99: 021.10 ns
LL/SC (c 10, d 20): p50: 032.91 ns p95: 037.12 ns p99: 037.74 ns
LL/SC (c 1000, d 0): p50: 012.82 ns p95: 012.83 ns p99: 012.83 ns
LL/SC (c 1000, d 10): p50: 020.71 ns p95: 020.73 ns p99: 020.74 ns
LL/SC (c 1000000, d 0): p50: 008.40 ns p95: 008.96 ns p99: 009.07 ns
LL/SC (c 1000000, d 10): p50: 011.66 ns p95: 012.39 ns p99: 012.59 ns
LDADD (c 0, d 0): p50: 069.53 ns p95: 069.56 ns p99: 069.58 ns
LDADD (c 0, d 100): p50: 107.80 ns p95: 108.25 ns p99: 108.35 ns
LDADD (c 0, d 200): p50: 152.45 ns p95: 152.50 ns p99: 152.74 ns
LDADD (c 0, d 300): p50: 193.48 ns p95: 193.49 ns p99: 193.52 ns
LDADD (c 1, d 10): p50: 069.47 ns p95: 069.50 ns p99: 069.51 ns
LDADD (c 10, d 0): p50: 069.65 ns p95: 069.67 ns p99: 069.69 ns
LDADD (c 10, d 10): p50: 069.65 ns p95: 069.67 ns p99: 069.68 ns
LDADD (c 100, d 0): p50: 070.90 ns p95: 070.94 ns p99: 071.01 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.79 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 10, d 0): p50: 082.57 ns p95: 082.69 ns p99: 082.75 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 1000, d 0): p50: 065.07 ns p95: 065.41 ns p99: 065.53 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 1000000, d 0): p50: 019.52 ns p95: 020.06 ns p99: 020.25 ns
PFRM_STRM+STADD (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.79 ns
PFRM_STRM+STADD (c 10, d 0): p50: 082.54 ns p95: 082.64 ns p99: 082.68 ns
PFRM_STRM+STADD (c 1000, d 0): p50: 064.39 ns p95: 065.05 ns p99: 075.52 ns
PFRM_STRM+STADD (c 1000000, d 0): p50: 019.57 ns p95: 020.00 ns p99: 020.24 ns
CPU: 3 - Latency Percentiles:
====================
LSE (stadd) (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.79 ns
LSE (stadd) (c 0, d 100): p50: 048.55 ns p95: 049.01 ns p99: 049.13 ns
LSE (stadd) (c 0, d 200): p50: 086.33 ns p95: 087.29 ns p99: 087.36 ns
LSE (stadd) (c 10, d 0): p50: 038.28 ns p95: 038.29 ns p99: 038.30 ns
LSE (stadd) (c 10, d 300): p50: 123.79 ns p95: 124.84 ns p99: 125.07 ns
LSE (stadd) (c 10, d 500): p50: 202.45 ns p95: 202.92 ns p99: 203.01 ns
LSE (stadd) (c 30, d 0): p50: 038.29 ns p95: 038.35 ns p99: 038.46 ns
LL/SC (c 0, d 0): p50: 006.57 ns p95: 006.57 ns p99: 006.57 ns
LL/SC (c 0, d 10): p50: 008.50 ns p95: 008.50 ns p99: 008.50 ns
LL/SC (c 0, d 20): p50: 011.67 ns p95: 011.67 ns p99: 011.67 ns
LL/SC (c 10, d 0): p50: 012.98 ns p95: 013.05 ns p99: 013.08 ns
LL/SC (c 10, d 10): p50: 020.95 ns p95: 021.05 ns p99: 021.07 ns
LL/SC (c 10, d 20): p50: 037.82 ns p95: 041.67 ns p99: 045.06 ns
LL/SC (c 1000, d 0): p50: 012.82 ns p95: 012.84 ns p99: 012.84 ns
LL/SC (c 1000, d 10): p50: 020.72 ns p95: 020.74 ns p99: 020.74 ns
LL/SC (c 1000000, d 0): p50: 008.43 ns p95: 008.95 ns p99: 009.07 ns
LL/SC (c 1000000, d 10): p50: 011.70 ns p95: 012.22 ns p99: 012.43 ns
LDADD (c 0, d 0): p50: 010.04 ns p95: 010.04 ns p99: 010.04 ns
LDADD (c 0, d 100): p50: 107.34 ns p95: 107.98 ns p99: 108.17 ns
LDADD (c 0, d 200): p50: 152.46 ns p95: 152.82 ns p99: 152.84 ns
LDADD (c 0, d 300): p50: 193.48 ns p95: 193.49 ns p99: 193.49 ns
LDADD (c 1, d 10): p50: 069.47 ns p95: 069.51 ns p99: 069.62 ns
LDADD (c 10, d 0): p50: 069.64 ns p95: 069.67 ns p99: 069.68 ns
LDADD (c 10, d 10): p50: 069.65 ns p95: 069.67 ns p99: 069.68 ns
LDADD (c 100, d 0): p50: 070.90 ns p95: 070.92 ns p99: 070.95 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.79 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 10, d 0): p50: 082.62 ns p95: 082.73 ns p99: 083.09 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 1000, d 0): p50: 065.16 ns p95: 065.46 ns p99: 065.57 ns
PFRM_KEEP+STADD (c 1000000, d 0): p50: 019.52 ns p95: 020.09 ns p99: 020.39 ns
PFRM_STRM+STADD (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.79 ns
PFRM_STRM+STADD (c 10, d 0): p50: 082.59 ns p95: 082.68 ns p99: 082.69 ns
PFRM_STRM+STADD (c 1000, d 0): p50: 064.32 ns p95: 064.77 ns p99: 064.94 ns
PFRM_STRM+STADD (c 1000000, d 0): p50: 019.41 ns p95: 019.96 ns p99: 020.30 ns
CPU: 4 - Latency Percentiles:
====================
LSE (stadd) (c 0, d 0): p50: 005.79 ns p95: 005.79 ns p99: 005.79 ns
LSE (stadd) (c 0, d 100): p50: 048.69 ns p95: 049.16 ns p99: 049.22 ns
LSE (stadd) (c 0, d 200): p50: 087.26 ns p95: 087.41 ns p99: 087.47 ns
LSE (stadd) (c 10, d 0): p50: 038.14 ns p95: 038.16 ns p99: 038.16 ns
LSE (stadd) (c 10, d 300): p50: 125.32 ns p95: 125.77 ns p99: 125.88 ns
LSE (stadd) (c 10, d 500): p50: 202.66 ns p95: 203.15 ns p99: 203.23 ns
LSE (stadd) (c 30, d 0): p50: 038.14 ns p95: 038.16 ns p99: 038.16 ns
LL/SC (c 0, d 0): p50: 006.57 ns p95: 006.57 ns p99: 006.57 ns
LL/SC (c 0, d 10): p50: 008.50 ns p95: 008.50 ns p99: 008.50 ns
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