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## msvc2012-std-chrono-accuracy.md

      
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              msvc2012-std-chrono-accuracy.md
            
          
    std::chrono の精度はどれくらい？

短いまとめ

MSVC++2012 の std::chrono 下にあるクラスの時間精度は、良くてミリ秒オーダだと思ったほうが良い
MSVC++2012 の std::chrono の定義


まとめ：std::chrono 下の全クラスは時刻取得に _Xtime_get_ticks() を用いている

%ProgramFiles(x86)\Microsoft Visual Studio 11.0\VC\include\chrono
内での定義は以下のようになっている
// MSVC++2012 : <chrono>
namespace std {
  namespace chrono {
    struct system_clock {
      ...
      static time_point now() __NOEXCEPT {
        return (time_point(duration(_Xtime_get_ticks())));
      }
      ...
    };
    class steady_clock : public system_clock { ... };
    typedef steady_clock monotonic_clock;
    typedef system_clock high_resolution_clock;
  }
}
つまり std::chrono 下のクラス
system_clock, steady_clock, monotonic_clock, high_resolution_clock は
時刻取得(now())に _Xtime_get_ticks() を用いており、精度の違いは無い。
_Xtime_get_ticks() の実際のコードは？


まとめ : _Xtime_get_ticks() は WIN32 API GetSystemTimeAsFileTime() を用いて時刻を取得している

%ProgramFiles(x86)\Microsoft Visual Studio 11.0\VC\crt\src\thr\xtime.c によると、
以下のようになっている
_LONGLONG _Xtime_get_ticks() {
  FILETIME ft;
  GetSystemTimeAsFileTime(&ft);
  ... 以下 ft を適宜変換する ...
}
つまり WIN32 API GetSystemTimeAsFileTime() によって精度が決まる。
WIN32 API GetSystemTimeAsFileTime() の精度は？

この API の返す値は単純にシステム（ドライバ）依存なので、
以下のようなコードで簡単に実測した
#include <windows.h>
#include <stdint.h>
#include <array>
#include <chrono>

static uint64_t getTime() {
  ULARGE_INTEGER uli;
  GetSystemTimeAsFileTime((LPFILETIME) &uli);
  return uli.QuadPart;
}

int main() {
  typedef std::chrono::steady_clock Clk;
  static std::array<uint64_t, 1000 * 1000 * 10> a = { 0 };
  uint64_t t0 = getTime();
  for(auto e = Clk::now() + std::chrono::seconds(5); Clk::now() < e; ) {
    uint64_t t1 = getTime();
    a[(size_t) min(t1-t0, a.size()-1)] += 1;
    t0 = t1;
  }
  for(size_t i = 0; i < a.size(); ++i) {
    a[i] && printf("%9d nsec : %10lld\n", i * 100, a[i]);
  }
  return 0;
}
＃ 別のタイマ源を用いて、実時間としての精度も見るべきだけど、面倒なのでしていない
手元の環境 (ASUS P8Z68-V, Core i7-2600K 3.40GHz, Windows7 x64) では以下のようになった:
        0 nsec :  379730723
  1000000 nsec :       2139
  1000100 nsec :       2860

つまり、ほぼ１ミリ秒 (100万ナノ秒) の精度で値を返している。
まとめ


MSVC++2012 の std::chrono 下の全クラスは、WIN32 API GetSystemTimeAsFileTime() によって時刻を取得している
この API の数値表現上の精度は、100 ナノ秒単位となっている
ただし、実際の時間精度は環境依存となる

手元で実測した限りでは、1 ミリ秒程度だった
ネット上で検索したところでは、2012 年時点でのこの API の精度は KHz (ミリ秒) オーダのようだ
wine 環境だと gettimeofday() で実装されているので、高精度になる


よって MSVC++2012 の std::chrono には、2012 年時点での QueryPerformanceCounter() に期待される MHz (マイクロ秒) オーダの精度は見込めない