為什麼循環順序對於 8192x8192 矩陣的高效處理至關重要？

8192 個元素的緩慢循環：了解性能損失

提供的程式碼透過計算九個元素的平均值來處理矩陣img每個非邊界元素的周圍單元格並將結果儲存在矩陣res 中。當矩陣大小為 8192x8192 時，程式表現出顯著的效能下降。

這種減慢歸因於與超級對齊相關的記憶體管理問題。編譯器會對齊記憶體中的資料結構以提高效能，在這種情況下，矩陣佈局可能會導致記憶體存取效率低下。

要解決此問題，應互換平均操作中的循環順序。循環不應按列迭代，而應按行迭代。

以下是修改後的程式碼：

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;
    }
}

透過更改循環順序，順序記憶體保持訪問，消除與非順序存取相關的效能損失。

性能比較：

互換的循環結構顯著提高了性能：

原始代碼：

• 8191: 1.499 秒
• 8192：2.122秒
• 8193：1.582秒

交換循環：

• 8191：0.376秒
• 8192： 0.357秒
• 8193: 0.351 秒

此修改可確保高效的記憶體管理並解決循環 8192 個元素時效能緩慢的問題。

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