如何在macOS上测量L1、L2、L3缓存缺失值？

我来帮你理清这个问题——其实macOS的Instruments确实能直接统计各级缓存缺失，只是这些指标没有用直白的“L1缓存缺失”命名，需要对应到Hardware Counters里的具体项。下面是分架构的具体操作和对应指标：

前置操作步骤 #

首先打开Instruments：

1. 启动Instruments，选择「Counters」模板（或者在任意模板中添加「Counters」追踪器）
2. 点击工具栏的「Recording Options...」（或者用快捷键Cmd+R旁边的选项按钮）
3. 在弹出的窗口中展开「Hardware Counters」列表，你就能看到所有可用的CPU性能计数器

对应各级缓存的缺失指标 #

L1 缓存缺失（分为数据缓存和指令缓存） #

• L1数据缓存缺失：搜索或查找名称包含 L1D_CACHE_MISSES 或 DATA_CACHE_MISSES:L1 的项（Apple Silicon和Intel架构都有类似命名）
• L1指令缓存缺失：对应 L1I_CACHE_MISSES 或 INSTRUCTION_CACHE_MISSES:L1 的选项

L2 缓存缺失 #

• Apple Silicon（M系列芯片）：因为M系列的L2是统一缓存（同时存数据和指令），找 L2_CACHE_MISSES 或 UNIFIED_CACHE_MISSES:L2
• Intel芯片：L2通常是每核心独立的数据缓存，对应 L2_CACHE_MISSES 或 DATA_CACHE_MISSES:L2

L3 缓存缺失（仅部分型号支持） #

• Intel芯片：L3是共享的末级缓存，找 L3_CACHE_MISSES 或 LAST_LEVEL_CACHE_MISSES
• Apple Silicon：只有M2 Pro/Max/Ultra及之后的型号有独立L3，对应 L3_CACHE_MISSES 或 UNIFIED_CACHE_MISSES:L3（M1/M2基础款没有L3，不用找这个项）

实用小技巧 #

• 建议同时勾选对应缓存的「命中」和「缺失」项，计算缓存缺失率（缺失数 ÷ (命中数+缺失数)），这个数值比单纯的缺失数更能反映缓存的利用效率
• 如果找不到对应名称，直接在Hardware Counters的搜索框输入「miss」或「cache」，就能快速过滤出所有缓存相关的计数器
• 不同CPU型号的计数器命名可能略有差异，比如部分老Intel芯片会用更简洁的命名，多试几个相似的选项就能找到正确的

内容的提问来源于stack exchange，提问作者senseiwa