為什麼循環 8192 個元素的陣列會突然減慢我的程式速度？

為什麼程式在循環8192 個元素時速度變慢

考慮以下程式碼片段：

#define SIZE 8192
float img[SIZE][SIZE]; // input image
float res[SIZE][SIZE]; // result of mean filter

int main() {
    // Initialization
    for (int i = 0; i <p>此程式碼展示效能變化取決於SIZE的值，如其執行所示次數：</p>

• 大小 = 8191：3.44 秒
• 大小 = 8192：7.20 秒
• 大小 = 8193：3.18秒

了解問題

執行時間的差異可以歸因於一個稱為超級對齊的已知問題：

• 當SIZE 是2048 的倍數時（即， 8192 在本例中），以特定模式存取元素會觸發效率較低的記憶體佈局。

記憶體管理

Malloc/free 不直接負責效能差異。

外循環排序

此程式碼中的另一個關鍵問題是外循環的順序。原始程式碼按列迭代矩陣，而按行迭代對於記憶體存取效率更高。

解

為了緩解效能問題，外層循環應互換：

    for (int j = 1; j <p><strong>效能改善</strong></p><p>互換外層循環後，效能顯著提升：</p>

• SIZE = 8191: 0.376 秒
• SIZE = 8192: 0.357 秒
• 大小 = 8193： 0.351 秒

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