Почему возникает разность в выполнении программы?

Question

[Dragon1]

код

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <math.h>
//Size of data
long Size;
char c1;
char c2;
long int i;
long int n;

int main(void)
{
	Size = 1000000;
	c1 = 5;
	c2 = 3;
	unsigned char a[Size];
	unsigned char b[Size];
	clock_t c0, c1; /* clock_t is defined on <time.h> and <sys/types.h> as int */
	for (i=0; i<=Size; i++)
		{
			a[i]=2;
			b[i]=5;
		}
  c0 = clock();
  for (n=0; n<600; n++)
	{
	for (i=0; i<=Size-2; i=i+2)
		{
		a [i] = b[i] + c1;
		a [i+1] = b[i+1] * c2;
		}
	}
	c1 = clock();
	printf ("CPU time:        %f\n", (float) (c1 - c0)/CLOCKS_PER_SEC);

	for (i=0; i<=Size; i++)
		{
		a[i]=2;
		b[i]=5;
		}
  c0 = clock();
  for (n=0; n<600; n++)
	  {
	for (i=0; i<=Size-8; i=i+8)
		{
		a [i] = b[i] + c1;
		a [i+1] = b[i+1] * c2;
		a [i+2] = b[i+2] + c1;
		a [i+3] = b[i+3] * c2;
		a [i+4] = b[i+4] + c1;
		a [i+5] = b[i+5] * c2;
		a [i+6] = b[i+6] + c1;
		a [i+7] = b[i+7] * c2;
		} 
	}
	c1 = clock();
	printf ("4x CPU time:        %f\n", (float) (c1 - c0)/CLOCKS_PER_SEC);
	
for (i=0; i<=Size; i++)
  {
  a[i]=2;
  b[i]=5;
  }
  c0 = clock();
  for (n=0; n<600; n++)
	  {
	for (i=0; i<=Size-20; i=i+20)
		{
		a [i] = b[i] + c1;
		a [i+1] = b[i+1] * c2;
		a [i+2] = b[i+2] + c1;
		a [i+3] = b[i+3] * c2;
		a [i+4] = b[i+4] + c1;
		a [i+5] = b[i+5] * c2;
		a [i+6] = b[i+6] + c1;
		a [i+7] = b[i+7] * c2;
		a [i+8] = b[i+8] + c1;
		a [i+9] = b[i+9] * c2;
		a [i+10] = b[i+10] + c1;
		a [i+11] = b[i+11] * c2;
		a [i+12] = b[i+12] + c1;
		a [i+13] = b[i+13] * c2;
		a [i+14] = b[i+14] + c1;
		a [i+15] = b[i+15] * c2;
		a [i+16] = b[i+16] + c1;
		a [i+17] = b[i+17] * c2;
		a [i+18] = b[i+18] + c1;
		a [i+19] = b[i+19] * c2;
		} 
  }
	c1 = clock();
	printf ("10x CPU time:        %f\n", (float) (c1 - c0)/CLOCKS_PER_SEC);		

	return 0;
}

Имеется код, как я понял, программа обрабатывает массив состоящий из 1 000 000 элементов 600 раз. Сначала 1 элемент обрабатывается в цикле, затем 4, затем 10.
Я запустил программу в виртуальной машине и получил такие результаты, почему возникла разница?
CPU time: 2.506459
4x CPU time: 2.087346
10x CPU time: 1.991994

Comments

[Dragon1]

Также имеется вопрос, как конфликты конвейера влияют на время доступа к памяти?

[xorknown]

Вообще, как я помню, эта разность возникает из-за частоты инкремента и проверки цикла (i<=Size).
Можете почитать про векторизацию, это как раз про то.

[Dragon1]

xorknown, А подробнее можете рассказать? Имеется в виду, что меньше раз цикл проверяется на завершение и в тоже время за один раз цикл обрабатывает больше элементов?

[xorknown]

Dragon1, Ну фактически в последнем примере у вас в 20 раз меньше проверок i<=... и в 20 раз меньше инкремента переменной i. Я не знаю как подробнее рассказать) Меньше операций, быстрее программа.
Тут, вроде, неплохо описано. Но я просто пробежался глазами, мб и не то.
То что больше элементов обрабатывается, это не должно особо влиять. Все будет в кэше процессора, и вряд ли это как-то ускоряется.

[Dragon1]

xorknown, А по поводу 2 вопроса можете что-то сказать?
Также имеется вопрос, как конфликты конвейера влияют на время доступа к памяти?
(именно памяти, а не на время выполнения программы!)
На скорость выполнения программы естественно плохо повлияет, она будет выполняться медленнее, а разве конфликты должны замедлить время доступа?

[xorknown]

Dragon1, Тут точно не подскажу. Если вы про конфликты конвейера процессора , то именно на скорость доступа к данным влиять не должны, ведь такт в котором происходит чтение не замедляется. Мб есть какие-то подводные на многоядерных архитектурах, если доступ идёт к памяти другого ядра. Но это по логике, у меня поверхностные знания о работе процессоров, это довольно обширная область)

Answer 1

[jajabobo]

Во-первых, один и тот же код, запущенный в ОС может работать сколько угодно долго в зависимости от миллиона причин. Во-вторых, Вы запускаете разный код, почему Вы вообще ожидаете, что никакой разницы не будет?