Windows 10부터 바뀐 QueryPerformanceFrequency, QueryPerformanceCounter

예전 글에서,

윈도우 운영체제의 시간 함수 (5) - TSC(Time Stamp Counter)와 QueryPerformanceCounter
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11068

제가 QueryPerformanceFrequency는 초당 틱 수를 반환한다고 했고, QueryPerformanceCounter는 그 틱의 단위가 적용된다고 했습니다.

재미있는 것은, 그 당시 QueryPerformanceFrequency는 (시스템마다 다를 수 있는) 3,328,129라는 값을 반환했는데요, 최근에 다시 소스 코드를 돌려 보니,

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

internal class Program
{
    [DllImport("Kernel32.dll")]
    static extern bool QueryPerformanceFrequency(out long lpFrequency);

    static void Main(string[] args)
    {
        long lpFrequency;
        QueryPerformanceFrequency(out lpFrequency);
        Console.WriteLine($"QueryPerformanceFrequency == {lpFrequency}");
    }
}

고정적으로 10,000,000 값이 나옵니다. ^^; 검색 결과 이런 글이 나오는군요.

QueryPerformanceFrequency returns 10mhz on Windows 10 Build 1809+, causing performance loss/increased jitter/latency
; https://answers.microsoft.com/en-us/windows/forum/all/queryperformancefrequency-returns-10mhz-on-windows/44946807-5355-4b36-ba3e-43aa86ce30c0?auth=1

그러니까, Windows 10 build 1809부터 고정적으로 저 값이 나오도록 바뀐 것입니다. 아마도 frequency의 값을 운영체제 차원에서 정규화를 시도해 보정한 값이 나오는 듯합니다.

따라서, 이제는 QueryPerformanceFrequency에서 고정적으로 10,000,000 값을 반환해 주기 때문에 QueryPerformanceCounter의 1차이는,

T = 1 / 10,000,000 = 0.0000001초
                   = 0.0001밀리초
                   = 0.1마이크로초
                   = 100나노초

100나노초 단위가 된 것입니다. 이런 의미에서 봤을 때 다음의 Win32 API들이,

윈도우 운영체제의 시간 함수 (3) - QueryInterruptTimePrecise, QueryInterruptTime 함수
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11066

문서에서 100나노초라고 일관되게 정한 것이 이해가 갑니다. ^^



개인적으로는, 이런 변화는 나쁘지 않다고 봅니다. 향후에는 더 이상 QueryPerformanceFrequency 값을 구할 필요 없이 10,000,000으로 고정해도 되고, QueryPerformanceCounter의 단위를 100나노초라고 가정하고 계산할 수 있기 때문입니다.

단지, 한동안은 Windows 10 build 1809 미만의 컴퓨터도 고려를 해야 한다면 QueryPerformanceFrequency에 따른 계산을 병행할 필요는 있겠습니다. ^^

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그런데, 실제로 테스트를 해보면 Windows 10뿐만 아니라 (VM에서 테스트했지만) Windows 7 x64, Windows Server 2012 R2에서도 동일하게 QueryPerformanceFrequency == 10,000,000 값이 나옵니다.

굳이 짜 맞춰 본다면, 저 당시에 Windows 10을 필두로 하위 운영체제에도 점차로 적용된 것이 아닌가... 예상하는데요, 그렇다고는 하지만 이것을 100%라고 가정할 수는 없으므로 쉽사리 10,000,000 값을 고정적으로 쓰기에는 다소 불안한 면이 있습니다. ^^

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그러고 보니, 최근에 썼던 마이크로초 단위의 sleep 기능을 설명한 코드가,

C# - 윈도우 환경에서 usleep을 호출하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12980

이랬는데,

static internal class NativeMethods
{
    [DllImport("Kernel32.dll")]
    static extern bool QueryPerformanceCounter(out long lpPerformanceCount);

    public static void uSleep(long waitTime) 
    {
        long time1 = 0, time2 = 0;

        QueryPerformanceCounter(out time1);

        do
        {
            QueryPerformanceCounter(out time2);
        } while ((time2 - time1) < waitTime);
    }
}

왜 제가 QueryPerformanceCounter의 반환값을 마이크로초 단위라고 가정했을까요? ^^; 이것을 범용적으로 만들려면 이렇게 작성해야 하고,

static internal class NativeMethods
{
    [DllImport("Kernel32.dll")]
    static extern bool QueryPerformanceCounter(out long lpPerformanceCount);

    [DllImport("Kernel32.dll")]
    static extern bool QueryPerformanceFrequency(out long ticksPerSecond);

    static long _ticksPerMicroSeconds;

    static NativeMethods()
    {
        long ticksPerSecond = 0;
        QueryPerformanceFrequency(out ticksPerSecond);
        _ticksPerMicroSeconds = ticksPerSecond / 1000 / 1000;
    }

    public static void uSleep(long waitTime)
    {
        long utime1 = 0, utime2 = 0;

        QueryPerformanceCounter(out utime1);
        utime1 = utime1 / _ticksPerMicroSeconds;

        do
        {
            QueryPerformanceCounter(out utime2);
            utime2 = utime2 / _ticksPerMicroSeconds;
        } while ((utime2 - utime1) < waitTime);
    }
}

Windows 10 이상의 PC에서 동작하는 것을 가정한다면 다음과 같이 만들어도 됩니다.

static internal class NativeMethods
{
    [DllImport("Kernel32.dll")]
    static extern bool QueryPerformanceCounter(out long lpPerformanceCount);

    public static void uSleep(long waitTime)
    {
        waitTime = waitTime * 10; // 100나노초 단위를 갖는 QueryPerformanceCounter 값과 비교하기 위해!
        long time1 = 0, time2 = 0;

        QueryPerformanceCounter(out time1);

        do
        {
            QueryPerformanceCounter(out time2);
        } while ((time2 - time1) < waitTime);
    }
}

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[최초 등록일: 4/22/2022]
[최종 수정일: 4/22/2022]


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by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com