Не совсем вопрос, скорее статья-пример к вопросу Методы оптимизации, основанные на эффективном использовании оборудования, пункт "Обход латентности доступа к данным", пп. "Группировка нужных данных".
Вполне себе пример из жизни - система частиц. Первый вариант - массив структур (в результатах - два левых столбца), второй - два массива со структурами, разбитыми по назначению (основные данные - в одной структуре, вспомогательные - в другой).
Естественно, пример не содержит множества различных процедур обработки данных. Он лишь демонстрирует изменение производительности на небольшом фрагменте реальной системы. Т.е., допустим, у нас есть большая сложная программная система (допустим, Folding@Home), в которой большой объём данных - массив записей. Одна из типичных вычислительных задач на этих данных, со скоростью обсчёта которой возникла проблема - обработка подмножества данных. Данным приёмом можно ускорить этот обсчёт. При этом возникнут некоторые проблемы (менее красивый код, небольшое замедление некоторых других процедур обработки данных). Вобщем, как обычно при оптимизации.
#include <stdafx.h>
#include <conio.h>
#include <math.h>
#include <Windows.h>
const int size = 1 << 24;
const int repeatCount = 10;
typedef float TVector[3];
struct TSparkle_Full
{
TVector coords, speed;
COLORREF color;
float startSize;
float startLuminTime, fadingTime;
float lifeTime;
};
TSparkle_Full g_sparkles_Full[size];
struct TSparkle1
{
TVector coords, speed;
};
struct TSparkle2
{
COLORREF color;
float startSize;
float startLuminTime, fadingTime;
float lifeTime;
};
TSparkle1 g_sparkles1[size];
TSparkle2 g_sparkles2[size];
void test1()
{
LARGE_INTEGER start, end, freq;
QueryPerformanceFrequency(&freq);
int i;
QueryPerformanceCounter(&start);
memset(g_sparkles_Full, 0, sizeof(g_sparkles_Full));
for (i = 0; i < size; i++)
{
g_sparkles_Full[i].speed[0] = float(rand());
g_sparkles_Full[i].speed[1] = float(rand());
g_sparkles_Full[i].speed[2] = float(rand());
}
QueryPerformanceCounter(&end);
printf("%16.6g", double(end.QuadPart - start.QuadPart) / freq.QuadPart);
QueryPerformanceCounter(&start);
for (int n = 0; n < repeatCount; n++)
for (i = 0; i < size; i++)
{
g_sparkles_Full[i].coords[0] += g_sparkles_Full[i].speed[0];
g_sparkles_Full[i].coords[1] += g_sparkles_Full[i].speed[1];
g_sparkles_Full[i].coords[2] += g_sparkles_Full[i].speed[2];
}
QueryPerformanceCounter(&end);
printf("%16.6g", double(end.QuadPart - start.QuadPart) / freq.QuadPart);
}
void test2()
{
LARGE_INTEGER start, end, freq;
QueryPerformanceFrequency(&freq);
int i;
QueryPerformanceCounter(&start);
memset(g_sparkles1, 0, sizeof(g_sparkles1));
memset(g_sparkles2, 0, sizeof(g_sparkles2));
for (i = 0; i < size; i++)
{
g_sparkles1[i].speed[0] = float(rand());
g_sparkles1[i].speed[1] = float(rand());
g_sparkles1[i].speed[2] = float(rand());
}
QueryPerformanceCounter(&end);
printf("%16.6g", double(end.QuadPart - start.QuadPart) / freq.QuadPart);
QueryPerformanceCounter(&start);
for (int n = 0; n < repeatCount; n++)
for (i = 0; i < size; i++)
{
g_sparkles1[i].coords[0] += g_sparkles1[i].speed[0];
g_sparkles1[i].coords[1] += g_sparkles1[i].speed[1];
g_sparkles1[i].coords[2] += g_sparkles1[i].speed[2];
}
QueryPerformanceCounter(&end);
printf("%16.6g\n", double(end.QuadPart - start.QuadPart) / freq.QuadPart);
}
int _tmain(int argc, wchar_t* argv[])
{
printf("%16s%16s%16s%16s\n", "Fill", "Add speed", "Fill 2", "Add speed 2");
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
test1();
test2();
}
return 0;
}
MS Visual Studio 2010, процессор intel Сore i5 порядка 2.5 ГГц, память DDR3. Каждый тест запускается несколько раз (каждому запуску соответствует строка в результатах. На точность измерений не претендую - процессы на фоне, hyperthreading, ... Но всё видно и так: скорость обработки координат и скоростей отличается в два раза (1-я и 3-я колонки):
Fill Add speed Fill 2 Add speed 2
2.20742 2.67801 1.66939 1.44776
1.63304 2.62465 1.66015 1.45007
1.65731 2.61806 1.63312 1.43443
1.6489 2.64562 1.70421 1.48133
1.65934 2.67894 1.63182 1.47675
А если ещё добавить std::string, то разница - в 3 раза :)