Какой самый точный способ измерения прошедшего времени на современном ПК?

«Точность» и «аккуратность» означают разные вещи. «Окружность Земли составляет 40000,000000000 км» - это точно, но неточно. С часами немного сложнее:

• Разрешение: время между тиками или период тиков. (Вы, вероятно, могли бы назвать это «точностью», но я думаю, что «разрешение» имеет более очевидное значение.)
• Перекос: относительная разница между номинальной и фактической тактовой частотой (ish)
• Дрейф: скорость изменения перекоса (из-за старения, температуры и т. Д.).
• Джиттер: случайное изменение времени тика.
• Задержка: сколько времени требуется для получения отметки времени.

Хотя "системный таймер" (PIT согласно Википедии) работает на частоте 1 МГц, вы Обычно IRQ0 находится между 100 и 1000 Гц. По-видимому, вы также можете дважды читать с порта 0x40, чтобы получить текущее значение счетчика, но я не уверен, какая у этого задержка (а затем вы получаете количество отсчетов до следующего прерывания, поэтому вам нужно выполнить некоторую математику). Он также не работает на более современных ядрах без тиков.

Есть еще несколько высокочастотных таймеров:

• Локальный APIC, который основан на частоте шины и делителе степени двойки. Я не могу найти никакой документации о том, как его читать (предположительно, это порт ввода-вывода?).
• Таймер управления питанием ACPI (acpi_pm в Linux; я думаю, и флаг загрузки / UsePMTimer Windows), который составляет около 3,58 МГц согласно это. IIRC, читать это дороговато.
• HPET, который по той же ссылке не менее 10 МГц (но может быть и выше). Он также должен иметь меньшую задержку, чем таймер ACPI PM.
• TSC (с оговорками). Почти наверняка самая низкая задержка и, вероятно, самая высокая частота. (Но очевидно, что оно может увеличиваться более чем на 1 за каждый «тик», поэтому количество отсчетов в секунду не обязательно совпадает с разрешением.)

Дарвин (т.е. OS X), по-видимому, предполагает, что частота TSC не изменяется, и регулирует базовое значение, добавленное к ней, при пробуждении из состояния сна, когда TSC не работает (очевидно, C4 и выше). Существует другое базовое значение для каждого ЦП, потому что TSC не нужно синхронизировать между ЦП. Вы должны приложить разумные усилия, чтобы получить разумную временную метку.

IIRC, Linux просто выбирает один источник синхронизации (TSC, если он вменяемый, а затем HPET, а затем ACPI PM, я думаю).

IIRC, QueryPerformanceCounter () использует то, что Windows считает лучшим. Это также в некоторой степени зависит от версии Windows (XP предположительно не поддерживает HPET для прерываний, поэтому, по-видимому, не поддерживает и временные метки). Вы можете вызвать QueryPerformanceFrequency (), чтобы сделать предположение (я получаю 1995030000, что, вероятно, означает, что это TSC).

В процессорах Intel информация таймера высокой точности обычно доступна с помощью инструкции rdtsc.

Его точность намного выше, чем 14 МГц. Предостережение заключается в том, что у него могут быть проблемы с многоядерными процессорами и процессорами со степпингом.

Изменить: Этот вопрос содержит гораздо больше деталей. по этому поводу.

^{1. Фактическая частота зависит от процессора, но часто это частота процессора. Судя по всему, на процессорах Nehalem TSC работает на частоте фронтальной шины (133 МГц).}