我不确定这两个原子变量是否会一起更新。

不是

原子意味着 * 不可分割 *，因为对原子的写入不能被读到一半，处于中间或不完整的状态。
然而，对一个原子的更新并不与对另一个原子的更新一起批处理，编译器如何知道 * 哪些 * 更新应该像这样批处理呢？
如果你有两个原子变量，你就有两个独立的对象，它们都不能被单独观察到部分写入状态，你仍然可以同时读取它们，并看到另一个线程更新了一个而没有更新另一个的状态，即使代码中的存储是相邻的。
可能性包括：
1.使用互斥锁即可。
你在评论中排除了这一点，但为了完整起见，我还是要提到它，因为这是迄今为止最简单的方法。
1.将两个对象打包到一个原子中。
注意，如果你的平台没有原生的128位原子，一个128位对象（足够大，可以容纳两个binary 64 double）可能需要在内部使用互斥锁或类似的同步原语，你可以检查std::atomic<DoublePair>::is_lock_free()来找出答案（对于一个合适的包含一对double的结构体DoublePair）。
在互斥禁止下，非无锁原子是否可接受，我无法猜测。

• 制定一个精心设计的无锁同步协议，例如：
• 将索引存储到DoublePair对象的循环数组中，并原子地更新 * 那个 *（对于多个生产者，有各种各样的方案，但单个生产者肯定更简单--不要忘记A-B-A保护）
• 使用原始互斥体、信号量或其他一些技术上不属于互斥体的同步原语
• 使用原子来编写自旋锁（技术上也不是互斥锁，但我还是无法猜测它是否适合您）

主要的问题是你说你不允许使用互斥锁，但是你没有说“为什么”。代码必须是无锁的吗？无等待的吗？有人真的讨厌std::mutex，但是会接受任何其他的同步原语吗？

基本上有两种方法可以做到这一点，它们是不同的。
第一种方法是创建一个可以立即更新的原子结构。注意，使用这种方法时，存在争用条件，在aip更新之前，local和aip.a1之间的比较可能会发生变化。

struct IntPair {
    int a1;
    int a2;
};

std::atomic<IntPair> aip = IntPair{0,0};

void count1m (int id) {
         double local = id;
         double local2 = id*3;
         if(local > aip.load().a1) {
                aip = IntPair{int(local),int(local2)};
        }
};

第二种方法是使用互斥锁来同步整个节，如下所示。这将保证不会发生竞态条件，并且所有操作都是原子完成的。我们使用了std：：lock_guard来提高安全性，而不是手动调用m.lock()和m.unlock()。

IntPair ip{0,0};
std::mutex m;
void count1m (int id) {
         double local = id;
         double local2 = id*3;
         std::lock_guard<std::mutex> g(m);
         if(local > ip.a1) {
                ip = IntPair{int(local),int(local2)};
        }
 };