La découverte de la fréquence d'horloge du PROCESSEUR (par cœur, par processeur)

Des programmes comme CPUz sont très bons à donner des informations en profondeur sur le système (vitesse de bus, les timings de la mémoire, etc.)

Cependant, est-il un moyen via un programme de calcul du par cœur (et par processeur, dans les systèmes multi-processeurs à plusieurs cœurs par PROCESSEUR) fréquence sans avoir à traiter avec un PROCESSEUR spécifique info.

Je suis en train de développer un anti triche outil (pour une utilisation avec de l'horloge limitée de l'indice de référence des compétitions) qui sera capable d'enregistrer de l'horloge du PROCESSEUR lors de l'indice de référence exécuter pour tous les cœurs actifs dans le système (sur tous les processeurs.)

  • J'ai essayé de faire quelque chose comme cela auparavant - comme je suis l'auteur de l'une de ces overclocker repères. C'est très dur. Vous ne pouvez pas il suffit de mesurer la fréquence, vous avez également à rendre le système des minuteries résistant à l'horloge de la manipulation...
  • Pour ajouter à mon point de vue. Des méthodes pour mesurer la fréquence d'impliquer le matériel/les compteurs de performance. Mais vous avez besoin d'une mesure précise du temps-la durée (comme le nombre de cycles en 1 seconde). Toutefois, lorsque vous avez affaire à un déterminé les tricheurs, vous ne pouvez pas avoir confiance dans les résultats de l'une de ces fonctions: clock(), gettimeofday(), QueryPerformanceCounter(), etc... comme ils peuvent tous être altéré. (Et je sais comment les manipuler moi-même...)
  • Wow... c'est révélateur... avez-vous finalement décider d'une stratégie pour au moins faire en sorte qu'il est difficile pour quelqu'un de tricher "facilement"?
  • J'ai développé ce sujet dans la réponse que je viens de poster.
  • Vous cet être marqués avec un PROCESSEUR de la famille?
  • J'ai besoin de gérer les différentes CPU familles. Core 2/i7/i5/K8/K10/Bulldozer, etc. D'où le générique de la balise.
  • Question connexe: stackoverflow.com/questions/65095/...
  • Oui, c'est possible. Sur les Processeurs Intel, vous devez utiliser un kernel-mode driver WDM pour le faire. Le code Source et un exemple pour les puces Intel peut être trouvé sur mon blog: dima.de/blog/?p=101

InformationsquelleAutor kidoman | 2011-12-02
  1. 30

    Je vais élargir mes commentaires ici. C'est trop gros et en profondeur, pour moi, pour s'adapter dans les commentaires.

    Ce que vous essayez de faire est très difficile, au point d'être impossible pour les raisons suivantes:

    • Il n'y a pas de portable de façon à obtenir la fréquence du processeur. rdtsc ne PAS toujours donner la bonne fréquence à cause d'effets tels que le SpeedStep et le Turbo Boost.
    • Toutes les méthodes connues pour mesurer la fréquence nécessite une mesure précise du temps. Cependant, un déterminé tricheur peut trafiquer avec toutes les horloges et minuteries dans le système.
    • Avec précision de lecture de la fréquence du processeur ainsi que le temps dans un inviolable façon, il faudra au niveau du noyau de l'accès. Cela implique la signature des pilotes pour Windows.

    Il n'y a pas de portable de façon à obtenir la fréquence du processeur:

    "Facile" à obtenir la fréquence du PROCESSEUR est d'appeler rdtsc deux fois avec un temps fixe de durée entre les deux. Puis en divisant la différence va vous donner la fréquence.

    Le problème est que rdtsc ne donne pas la fréquence réelle du processeur. Parce que les applications en temps réel telles que les jeux compter sur elle, rdtsc doit être cohérente par le biais de la limitation des processeurs et de la technologie Turbo Boost. Donc, une fois que votre système démarre, rdtsc sera toujours courir à la même vitesse (sauf si vous commencez à jouer avec les vitesses de bus avec SetFSB ou quelque chose).

    Par exemple, sur mon Core i7 2600K, rdtsc sera toujours montrer la fréquence à 3.4 GHz. Mais en réalité, il tourne au ralenti à 1.6 GHz et horloges jusqu'à 4.6 GHz en charge par l'overclocké Turbo Boost multiplicateur à 46x.

    Mais une fois que vous trouver un moyen pour mesurer la fréquence réelle, (ou que vous êtes assez heureux avec rdtsc), vous pouvez facilement obtenir la fréquence de chaque noyau à l'aide de fil-affinités.

    L'obtention de la Fréquence réelle:

    Afin d'obtenir la valeur de la fréquence du processeur, vous avez besoin d'avoir accès à la Msr (certains modèles de registres) ou le matériel, les compteurs de performance.

    Ce sont au niveau du noyau des instructions et nécessitent donc l'utilisation d'un pilote. Si vous tentez cela, dans Windows à des fins de distribution, vous aurez donc besoin de passer par le bon pilote de protocole de signature. En outre, le code ne diffèrent que par le processeur de la marque et le modèle de sorte que vous aurez besoin de différents codes de détection pour chaque génération de processeurs.

    Une fois que vous arrivez à cette étape, il existe une variété de façons de lire la fréquence.

    Sur des processeurs Intel, les compteurs de matériel laissez-vous compter brut de cycles CPU. Combiné avec une méthode précise de mesure en temps réel (section suivante), vous pouvez calculer la fréquence réelle. MSRs vous donner accès à d'autres informations telles que la fréquence du PROCESSEUR multiplicateur.

    Toutes les méthodes connues pour mesurer la fréquence nécessite une mesure précise du temps:

    C'est peut-être le plus gros problème. Vous avez besoin d'une minuterie pour être capable de mesurer la fréquence. Un hacker va être en mesure de toucher à toutes les horloges que vous pouvez utiliser en C/C++.
    Cela comprend tous les éléments suivants:

    • clock()
    • gettimeofday()
    • QueryPerformanceCounter()
    • etc...

    La liste va sur et sur. En d'autres termes, vous ne pouvez pas faire confiance à aucun des minuteries comme capable de pirate sera en mesure d'usurper l'identité de tous. Par exemple clock() et gettimeofday() peut être dupé par la modification de l'horloge système directement dans l'OS. Tromper QueryPerformanceCounter() est plus difficile.

    L'obtention d'un Véritable Mesure du Temps:

    Toutes les horloges énumérés ci-dessus sont vulnérables parce qu'ils sont souvent dérivées de la même base système de l'horloge, d'une certaine façon ou d'une autre. Et que le système de base de l'horloge est souvent liée à la base du système de l'horloge - qui peut être modifié après que le système a déjà démarré par le biais de l'overclocking utilitaires.

    De sorte que la seule façon d'obtenir un système fiable et infalsifiable de la mesure du temps est de lire les horloges externes tels que la HPET ou la ACPI. Malheureusement, ceux-ci ne semblent exiger au niveau du noyau d'accès.

    Pour Résumer:

    Construction de n'importe quel genre de inviolables de référence sera presque certainement besoin d'écrire un pilote en mode noyau qui nécessite de signature de certificat pour Windows. C'est souvent un fardeau trop lourd pour les occasionnels de référence des écrivains.

    Cela a entraîné une pénurie de trifouiller-preuve de repères qui a probablement contribué à la baisse générale de la compétitivité de l'overclocking de la communauté au cours des dernières années.

    • Est-il possible de parler de ce sujet par e-mail? Je souhaite qu'il y ait un Message Privé trait sur de la SORTE.
    • Depuis je ne serai pas en mesure de divulguer tous les détails à propos de la minuterie-hacks de toute façon, nous pourrions en parler ici ou en chat. Sauf si il y a autre chose que vous voulez discuter de ce que doit être en privé.
    • Nous avons récemment conclu un OC de la concurrence et avait une juste part de la suspecte. Je voulais rebondir quelques idées de vous sur ce que j'avais de la planification sur la mise en œuvre des contre-mesures pour au moins aider les juges à obtenir une meilleure chance de détecter les tricheurs. Je suis à karan À erodov DOT com s'il vous plaît envoyez-moi un mail si nous pouvons prendre cette ligne de discussion plus loin 🙂
    • Je suis d'accepter cela comme réponse que ce qui a mis mes attentes droite. Je souhaite que Frank n'a pas de prix son CPU-z SDK si haut. Ou une baisse des prix version pour de tels usages. + De 1000 euros, c'est tout simplement trop beaucoup pour moi de payer pour un gratuit de référence.
    • Voici un bon thread à propos de la tricherie de référence: (xtremesystems.org/forums/...), Vous pouvez trouver mon e-mail par l'intermédiaire de tous les liens sur mon profil.
    InformationsquelleAutor Mysticial
  2. 3

    Je me rends compte de ce qui a déjà été répondu. Je le reconnais c'est fondamentalement un art noir, donc veuillez prendre ou à laisser, ou offrir de la rétroaction.

    Dans une quête pour trouver la fréquence d'horloge sur étranglé (merci microsoft,hp et dell) HyperV hôtes (peu fiable perf compteur), et HyperV les invités (qui ne peut obtenir le stock de la vitesse de CPU, pas de courant), j'ai réussi, par essai erreur et fluke, pour créer une boucle qui boucle exactement une fois par cycle d'horloge.

    Code comme suit - C# 5.0, SharpDev, 32bit, la Cible 3.5, Optimiser (essentiel), pas de debuger active (essentiel)

            long frequency, start, stop;
double multiplier = 1000 * 1000 * 1000;//nano
if (Win32.QueryPerformanceFrequency(out frequency) == false)
throw new Win32Exception();
Process.GetCurrentProcess().ProcessorAffinity = new IntPtr(1);
const int gigahertz= 1000*1000*1000;
const int known_instructions_per_loop = 1; 
int iterations = int.MaxValue;
int g = 0;
Win32.QueryPerformanceCounter(out start);
for( i = 0; i < iterations; i++)
{
g++;
g++;
g++;
g++;
}
Win32.QueryPerformanceCounter(out stop);
//normal ticks differs from the WMI data, i.e 3125, when WMI 3201, and CPUZ 3199
var normal_ticks_per_second = frequency * 1000;
var ticks = (double)(stop - start);
var time = (ticks * multiplier) /frequency;
var loops_per_sec = iterations / (time/multiplier);
var instructions_per_loop = normal_ticks_per_second  / loops_per_sec;
var ratio = (instructions_per_loop / known_instructions_per_loop);
var actual_freq = normal_ticks_per_second / ratio;
Console.WriteLine( String.Format("Perf counhter freq: {0:n}", normal_ticks_per_second));
Console.WriteLine( String.Format("Loops per sec:      {0:n}", loops_per_sec));
Console.WriteLine( String.Format("Perf counter freq div loops per sec: {0:n}", instructions_per_loop));
Console.WriteLine( String.Format("Presumed freq: {0:n}", actual_freq));
Console.WriteLine( String.Format("ratio: {0:n}", ratio));

    Notes

    • 25 instructions par boucle si le débogueur est active
    • Considère que l'exécution de 2 ou 3 secondes en boucle avant de la main pour faire tourner le processeur (ou au moins tenter de le faire tourner, sachant à quel point les serveurs sont accélérés ces jours-ci)
    • Testé sur un 64 bits Core2 et Haswell Pentium et comparée à CPU-Z
    • Oh regarde comme 7 zip est une fonctionnalité similaire. Voici une course sur un "Équilibre" 2ghz 2012 serveur > 7z b -mmt=1 7-Zip 9.38 bêta Copyright (c) 1999-2014 Igor Pavlov 2015-01-03 Fréquence du PROCESSEUR: 1032 1361 1015 1391 1361 1261 1264 1312 1396 la taille de la RAM: 4095 MO, # de matériel de PROCESSEUR threads: 12 utilisation de la RAM: 419 MO, # Référence threads: 1
    • Nehalem et westmere - modèle de PROCESSEUR 26 et 44 - exiger known_instructions_per_loop = 2
    InformationsquelleAutor Patrick
  3. 2

    J'ai déjà posté sur ce sujet (avec un algorithme de base): ici. À ma connaissance, l'algorithme (voir la discussion) est très précis. Par exemple, Windows 7 rapports mon CPU horloge (2,00 GHz, CPU-Z comme 1994-1996 MHz et mon algorithme 1995025-1995075 kHz.

    L'algorithme effectue un lot de boucles à faire ce qui provoque la fréquence du PROCESSEUR pour augmenter au maximum (comme il le sera également au cours de repères) donc, la vitesse d'accélération du logiciel n'entrera pas en jeu.

    Informations supplémentaires ici et ici.

    Sur la question de la vitesse d'accélération, je n'ai vraiment pas le voir comme un problème, sauf si une application utilise les valeurs de vitesse pour déterminer le temps écoulé et le temps eux-mêmes sont extrêmement importants. Par exemple, si une division de x cycles d'horloge pour terminer, il n'a pas d'importance si le CPU est cadencé à 3 GHz ou 300 MHz: il aura toujours besoin de x cycles d'horloge et la seule différence est qu'il va terminer la division en un dixième du temps à @ 3 GHz.

    • Votre solution utilise RDTSC, qui n'est pas la fréquence réelle sur les nouveaux Processeurs. Qui vous auriez su si vous lisez les questions / réponses.
    • Voigt: Si vous avez vérifié mon premier lien, vous auriez constaté que ma méthode utilise le (connu) système de Windows horloge période pour ajuster la valeur obtenue à partir de plusieurs RTDSC lectures. Donc je ne comprends pas ce que vous obtenez en.
    • Qui calcule la RDTSC échelle de temps, ce qui n'est PAS la fréquence d'horloge du PROCESSEUR, comme demandé par cette question. Voir Mysticial de réponse, en particulier "Le problème est que rdtsc ne donne pas la fréquence réelle du processeur"
    • Un très serrée boucle appels time () encore et encore jusqu'à ce qu'il incréments. En faisant cela, le PROCESSEUR va augmenter sa fréquence max qui est ensuite mesurée. Peut-être que vous pouvez décrire comment cela diffère de la "fréquence réelle" dont je ne trouve aucune définition de l'. Comme Mysticial unis il ya beaucoup de différentes fréquences disponibles pour un CPU. Je dirais qu'ils sont tous "vrai". Ou tous les "faux".
    • Disons que vous avez un Haswell ordinateur portable, et le CPU a Turbo Boost avec une augmentation de 60% de la fréquence. Votre code avec la boucle serrée, seront la cause de la technologie Turbo Boost à coup de pied dans, et le "vrai" fréquence sera de 160% de la "nominal" de la fréquence. Mais votre code le rapport de la fréquence nominale. RDTSC sur les nouveaux Processeurs utilise toujours la fréquence nominale, c'est un timestamp, pas un compteur de cycle.
    InformationsquelleAutor Olof Forshell
  4. 1

    L'une des façons les plus simples de le faire est d'utiliser RDTSC, mais vu que c'est pour l'anti-triche mécanismes, je l'avais mis cela en tant que pilote du noyau ou d'un hyper-visière résident morceau de code.

    Vous auriez probablement aussi besoin de rouler votre propre code de timing**, ce qui peut être fait avec RDTSC (QPC utilisé dans l'exemple ci-dessous utilise RDTSC, et sa en fait très simple à désosser et utiliser une copie locale de la, ce qui signifie pour la modifier, vous auriez besoin de modifier votre pilote).

    void GetProcessorSpeed()
{
CPUInfo* pInfo = this;
LARGE_INTEGER qwWait, qwStart, qwCurrent;
QueryPerformanceCounter(&qwStart);
QueryPerformanceFrequency(&qwWait);
qwWait.QuadPart >>= 5;
unsigned __int64 Start = __rdtsc();
do
{
QueryPerformanceCounter(&qwCurrent);
}while(qwCurrent.QuadPart - qwStart.QuadPart < qwWait.QuadPart);
pInfo->dCPUSpeedMHz = ((__rdtsc() - Start) << 5) / 1000000.0;
}

    ** I ce serait pour la sécurité comme @Mystique mentionné, mais comme je n'ai jamais ressenti l'envie de renverser système de bas niveau des mécanismes de synchronisation, il peut être plus impliqués, ce serait bien si Mystique pourrait ajouter quelque chose sur ça 🙂

    • C'est très mauvais, voir stackoverflow.com/a/17774286/103167
    • Ouais, c'était posté à long avant que tout le monde a commencé à se déplacer à HPET en fonction de chronométrage, cependant, autant que je me souvienne, je code ce code à partir d'un vieux AMD échantillon pour les processeurs multi-core... Comme pour ce poste, vous devez supprimer l'horrible inline montage et l'utilisation de la __rtdsc intrinsèque 😛
    • QueryPerformanceCounter() a été HPET-basé sur le noyau multiprocesseur pour un long temps, parce que TSC n'est pas synchronisé sur les processeurs ou cœurs. Mais le principal problème que je faisais référence dans votre code (1) le occupé-attendre (2) n'utilisant pas de réel temps écoulé.
    InformationsquelleAutor Necrolis
  5. 1

    Vous devez utiliser CallNtPowerInformation. Voici un exemple de code de putil projet.
    Avec cela, vous pouvez obtenir en cours et max de la fréquence du PROCESSEUR. Autant que je sache, il n'est pas possible d'obtenir par la fréquence du PROCESSEUR.

    • Ce pourrait être une bonne réponse pratique pour les systèmes Windows. Malheureusement, il n'y a pas de code pour donner un exemple de ce que vous suggérez. La recherche de la cité page MSDN pour "fréquence" renvoie 0 hits. Tel qu'il est, il doit probablement s'agir d'un commentaire.
    • Certainement la réponse correcte.
    InformationsquelleAutor Giampaolo Rodolà
  6. 1

    On devrait se référer à ce livre blanc: La technologie Intel® Turbo Boost, Technologie Intel® Core™ Microarchitecture (Nehalem) sur les Processeurs. Fondamentalement, produire plusieurs lectures de l'UCC fixe compteur de performance sur une période d'échantillonnage T.

    Relative.Freq = Delta(UCC)  / T
Where:
Delta() = UCC @ period T
- UCC @ period T-1

    En commençant par l'architecture Nehalem, UCC d'augmenter et de diminuer le nombre de cliquez sur les tiques relativement à la Unhalted état de la base.

    Quand SpeedStep ou Turbo Boost est activé, l'estimation de la fréquence à l'aide de l'UCC sera mesuré en conséquence; tandis que TSC reste constante. Par exemple, Turbo Boost dans l'action révèle que Delta(UCC) est supérieure ou égale à Delta(TSC)

    Exemple en fonction Core_Cycle fonction à Cyring | CoreFreq GitHub.

    InformationsquelleAutor CyrIng