堆阵列性能缓慢

我遇到了奇怪的内存访问性能问题，有什么想法吗？

int* pixel_ptr = somewhereFromHeap;
int local_ptr[307200]; //local
//this is very slow
for(int i=0;i<307200;i++){
  pixel_ptr[i] = someCalculatedVal ;
}
//this is very slow
for(int i=0;i<307200;i++){
  pixel_ptr[i] = 1 ; //constant
}
//this is fast
for(int i=0;i<307200;i++){
  int val = pixel_ptr[i];
  local_ptr[i] = val;
}
//this is fast
for(int i=0;i<307200;i++){
  local_ptr[i] = someCalculatedVal ;
}

已尝试将值合并到本地扫描线

int scanline[640]; // local
//this is very slow
for(int i=xMin;i<xMax;i++){
  int screen_pos = sy*screen_width+i;
  int val = scanline[i];
  pixel_ptr[screen_pos] = val ;
}
//this is fast
for(int i=xMin;i<xMax;i++){
  int screen_pos = sy*screen_width+i;
  int val = scanline[i];
  pixel_ptr[screen_pos] = 1 ; //constant
}
//this is fast
for(int i=xMin;i<xMax;i++){
  int screen_pos = sy*screen_width+i;
  int val = i; //or a constant
  pixel_ptr[screen_pos] = val ;
}
//this is slow
for(int i=xMin;i<xMax;i++){
  int screen_pos = sy*screen_width+i;
  int val = scanline[0];
  pixel_ptr[screen_pos] = val ;
}

有什么想法吗？我正在使用带有 cflags -01 -std=c++11 -permissive 的 mingw。

更新4：我不得不说这些是我的程序片段，并且在之前和之后运行了大量代码/函数。扫描线块确实在退出前的功能结束时运行。

现在有了适当的测试程序。 谢谢@Iwillnotexist。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#define SIZE 307200
#define SAMPLES 1000
double local_test(){
    int local_array[SIZE];
    timeval start, end;
    long cpu_time_used_sec,cpu_time_used_usec;
    double cpu_time_used;
    gettimeofday(&start, NULL);
    for(int i=0;i<SIZE;i++){
        local_array[i] = i;
    }
    gettimeofday(&end, NULL);
    cpu_time_used_sec = end.tv_sec- start.tv_sec;
    cpu_time_used_usec = end.tv_usec- start.tv_usec;
    cpu_time_used = cpu_time_used_sec*1000 + cpu_time_used_usec/1000.0;
    return cpu_time_used;
}
double heap_test(){
    int* heap_array=new int[SIZE];
    timeval start, end;
    long cpu_time_used_sec,cpu_time_used_usec;
    double cpu_time_used;
    gettimeofday(&start, NULL);
    for(int i=0;i<SIZE;i++){
        heap_array[i] = i;
    }
    gettimeofday(&end, NULL);
    cpu_time_used_sec = end.tv_sec- start.tv_sec;
    cpu_time_used_usec = end.tv_usec- start.tv_usec;
    cpu_time_used = cpu_time_used_sec*1000 + cpu_time_used_usec/1000.0;
    delete[] heap_array;
    return cpu_time_used;
}

double heap_test2(){
    static int* heap_array = NULL;
    if(heap_array==NULL){
        heap_array = new int[SIZE];
    }
    timeval start, end;
    long cpu_time_used_sec,cpu_time_used_usec;
    double cpu_time_used;
    gettimeofday(&start, NULL);
    for(int i=0;i<SIZE;i++){
        heap_array[i] = i;
    }
    gettimeofday(&end, NULL);
    cpu_time_used_sec = end.tv_sec- start.tv_sec;
    cpu_time_used_usec = end.tv_usec- start.tv_usec;
    cpu_time_used = cpu_time_used_sec*1000 + cpu_time_used_usec/1000.0;
    return cpu_time_used;
}

int main (int argc, char** argv){
    double cpu_time_used = 0;
    for(int i=0;i<SAMPLES;i++)
        cpu_time_used+=local_test();
    printf("local: %f msn",cpu_time_used);
    cpu_time_used = 0;
    for(int i=0;i<SAMPLES;i++)
        cpu_time_used+=heap_test();
    printf("heap_: %f msn",cpu_time_used);
    cpu_time_used = 0;
    for(int i=0;i<SAMPLES;i++)
        cpu_time_used+=heap_test2();
    printf("heap2: %f msn",cpu_time_used);
}

符合未优化。

本地： 577.201000 ms

heap_： 826.802000 ms

堆2： 686.401000 ms

使用 new 和 delete 的第一次堆测试慢 2 倍。（按照建议分页？

具有重用堆数组的第二个堆仍然慢 1.2 倍。但我想第二个测试并不那么实用，因为至少在我的案例中，往往会有其他代码在之前和之后运行。就我而言，我的pixel_ptr当然只分配一次程序初始化。

但是，如果有人有加快速度的解决方案/想法，请回复！

我仍然很困惑为什么堆写入比堆栈段慢得多。当然，必须有一些技巧可以使堆更具CPU/缓存的味道。

最终更新？

我重新审视了一次，再次拆卸，这一次，突然我知道为什么我的一些断点不要激活。该程序看起来可疑地短，因此我怀疑编译器可能会删除了我输入的冗余虚拟代码，该代码解释了为什么本地数组神奇地快了很多倍。