使用 HPET 时 QueryPerformanceFrequency 是否准确？

Question

我在玩QueryPerformanceFrequency。 它曾经返回3.6 Mhz，但对于我想做的事情来说还不够。

我已使用此命令bcdedit /set useplatformclock true 启用HPET。现在它返回14.3 Mhz。太好了，它更精确……但事实并非如此。我很快意识到我没有得到我期望的粒度。

如果我尝试轮询QueryPerformanceCounter 直到它滴答作响，我能得到的最小增量是11，这意味着1.27Mhz。如果我尝试计算在一秒钟内可以从QueryPerformanceCounter 获得的不同值的数量，我会得到1.26Mhz。

所以我想知道有没有办法真正充分利用14.3 Mhz？

我使用的是 Windows 7，64 位系统，Visual Studio 2008。

Answer 1

众所周知，使用 HPET 硬件作为 QueryPerformanceCounter (QPC) 的来源会带来大量开销。

配置 HPET 时，QPC 的调用成本很高。

它提供 14.3 MHz，这表明精度很高，但正如您所发现的，它的调用速度不足以实际解析该频率。

因此，只要硬件能够这样做，Microsoft 就将 CPU 时间戳计数器 (TSC) 作为 QPC 的来源。 TSC 查询的开销要低得多。用于 QPC 的相关频率通常是 CPU 频率除以 1024；通常也有几兆赫兹。

在 TSC 模式下 QPC 的调用非常快，以至于许多连续调用可能会显示相同的结果（通常大约 20-30 次调用或 15-20 ns/调用）。 通过这种方式，您可以获得大约 10 倍的典型分辨率。 0.3 us（在 3.4 GHz CPU 上）。

您在切换到 HPET 之前观察到了 3.6 MHz。这可能是系统 ACPI PM 计时器 (3579545 Hz) 的标志，这表明您在切换到 HPET 之前没有在基于 TSC 的 QPC 上运行。

因此，无论哪种方式，运行 HPET 或 ACPI PM 定时器都会产生几兆赫兹范围内的可用分辨率。两者都无法公开性能计数器频率 (PCF) 给出的完整分辨率，因为对 QPC 的调用过于昂贵。只有基于 TSC 的 QPC 足够快并且能够实际对 QPC 进行过采样。

微软最近刚刚发布了有关此事的更多详细信息：

有关详细信息，请参阅Acquiring high-resolution time stamps (MSDN 2014)。

这是一篇综合性文章，包含大量示例和详细说明。 QPC用户必读。

...真正充分利用 14.3 Mhz 的方法？

很遗憾没有。

您可以从 Windows Sysinternals 运行 Coreinfo.exe 实用程序。 Sysinternals 已移至 Microsoft technet。这是链接：Sysinternals System Information Utilities。这将为您提供以下问题的答案：如何检查我的系统是否具有非不变 TSC？

总结：最好的分辨率/精度/粒度是基于TSC的QPC得到的。

顺便说一句：正确选择硬件作为 QPC 的资源也会影响新 GetSystemTimePreciseAsFileTime function（Windows 8 桌面及更高版本）的调用费用，因为它在内部使用 QPC。