c++ - 为什么代码的位置会影响 C++ 的性能？

Question

我正在运行测试性能，发现改变代码的顺序可以在不影响结果的情况下提高速度。

性能是通过使用 chrono 库的时间执行来衡量的。

vector< vector<float> > U(matrix_size, vector<float>(matrix_size,14));
vector< vector<float> > L(matrix_size, vector<float>(matrix_size,12));
vector< vector<float> > matrix_positive_definite(matrix_size, vector<float>(matrix_size,23));

for (i = 0; i < matrix_size; ++i) {         
   for(j= 0; j < matrix_size; ++j){
//Part II : ________________________________________
    float sum2=0;               
    for(k= 0; k <= (i-1); ++k){
      float sum2_temp=L[i][k]*U[k][j];
      sum2+=sum2_temp;
    }
//Part I : _____________________________________________
    float sum1=0;       
    for(k= 0; k <= (j-1); ++k){
      float sum1_temp=L[i][k]*U[k][j];
      sum1+=sum1_temp;
    }           
//__________________________________________
    if(i>j){
      L[i][j]=(matrix_positive_definite[i][j]-sum1)/U[j][j]; 
    }
    else{
       U[i][j]=matrix_positive_definite[i][j]-sum2;
    }   
   }
}

我使用 g++ -O3(Intel i5/Win10 中的 GCC 7.4.0)编译。我更改了第 I 部分和第 II 部分的顺序，如果第 II 部分在第 I 部分之前执行，我会得到更快的结果。这是怎么回事？

这是 link整个程序。

Answer 1

我会尝试使用 perf stat -d <app> 运行两个版本并查看性能计数器的差异在哪里。

进行基准测试时，您可能希望固定 CPU 频率，因此它不会影响您的分数。

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在 32 字节边界上对齐循环通常可以将性能提高 8-30%。参见 Causes of Performance Instability due to Code Placement in X86 - Zia Ansari, Intel了解更多详情。

尝试使用 -O3 -falign-loops=32 -falign-functions=32 -march=native -mtune=native 编译您的代码.