Warum ist die Schleifenreihenfolge für die effiziente Verarbeitung einer 8192x8192-Matrix von entscheidender Bedeutung?

Langsame Schleife über 8192 Elemente: Verständnis der Leistungseinbußen

Der bereitgestellte Code verarbeitet eine Matrix, img, indem er den Durchschnitt der neun berechnet umliegenden Zellen für jedes Nicht-Randelement und speichert das Ergebnis in der Matrix res. Wenn die Matrixgröße 8192 x 8192 beträgt, weist das Programm einen erheblichen Leistungsabfall auf.

Diese Verlangsamung ist auf Speicherverwaltungsprobleme im Zusammenhang mit Super-Alignment zurückzuführen. Der Compiler richtet Datenstrukturen im Speicher aus, um die Leistung zu verbessern. In diesem Fall kann das Matrixlayout zu einem ineffizienten Speicherzugriff führen.

Um dieses Problem zu beheben, sollte die Reihenfolge der Schleifen im Mittelungsvorgang vertauscht werden. Anstatt spaltenweise zu iterieren, sollte die Schleife zeilenweise iterieren.

Hier ist der geänderte Code:

for(j=1;j<SIZE-1;j++) {
    for(i=1;i<SIZE-1;i++) {
        res[j][i]=0;
        res[j][i] += img[j-1][i-1];
        res[j][i] += img[j  ][i-1];
        res[j][i] += img[j+1][i-1];
        res[j][i] += img[j-1][i  ];
        res[j][i] += img[j  ][i  ];
        res[j][i] += img[j+1][i  ];
        res[j][i] += img[j-1][i+1];
        res[j][i] += img[j  ][i+1];
        res[j][i] += img[j+1][i+1];
        res[j][i] /= 9;
    }
}

Durch Ändern der Schleifenreihenfolge wird der sequentielle Speicher erweitert Der Zugriff bleibt erhalten, wodurch die mit nicht sequentiellem Zugriff verbundenen Leistungseinbußen entfallen.

Leistung Vergleich:

Die vertauschte Schleifenstruktur verbessert die Leistung erheblich:

Originalcode:

• 8191: 1,499 Sekunden
• 8192: 2.122 Sekunden
• 8193: 1,582 Sekunden

Vertauschte Schleifen:

• 8191: 0,376 Sekunden
• 8192: 0,357 Sekunden
• 8193: 0,351 Sekunden

Diese Modifikation gewährleistet eine effiziente Speicherverwaltung und behebt die langsame Leistung beim Durchlaufen von 8192 Elementen.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWarum ist die Schleifenreihenfolge für die effiziente Verarbeitung einer 8192x8192-Matrix von entscheidender Bedeutung?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!