char和整数数组之间的速度差异？

Question

目前我正在处理一个视频处理软件，其中图片数据（8位有符号和无符号）存储在16对齐的整数数组中，分配为

__declspec(align(16)) int *pData = (__declspec(align(16)) int *)_mm_malloc(width*height*sizeof(int),16);

通常情况下，如果使用像这样的有符号/无符号字符数组，它是否会启用更快的读写？：

__declspec(align(16)) int *pData = (__declspec(align(16)) unsigned char *)_mm_malloc(width*height*sizeof(unsigned char),16);

我对缓存行大小和数据传输优化知之甚少，但至少我知道这是一个问题。除此之外，SSE将在未来使用，在这种情况下，char数组 - 与int数组不同 - 已经采用压缩格式。那么哪个版本会更快？

Answer 1

如果您计划使用SSE，那么以原始大小（8位）存储数据几乎肯定是更好的选择，因为无需解压缩即可完成大量操作，即使您需要为pmaddwd解压缩或者其他类似的指令，它仍然更快，因为你必须加载更少的数据。

即使在标量代码中，加载8位或16位值也不比加载32位慢，因为movzx / movsx的速度与mov没有区别。所以你只需要节省内存，这肯定不会伤害。

Answer 2

这实际上取决于您的目标CPU - 您应该阅读其规格并运行一些基准，正如大家已经建议的那样。许多因素可能会影响绩效。我想到的第一个显而易见的是你的int数组比chars数组大2到4倍，因此，如果数组足够大，你将获得更少的数据缓存命中率，这肯定会慢降低表现。

Answer 3

相反，打包和解包是CPU命令很昂贵。

如果你想进行大量的随机像素操作 - 将它变成int数组会更快，这样每个像素都有自己的地址。

但如果你顺序遍历图像，你想制作一个字符数组，这样它的大小很小，并减少出现页面错误的可能性（特别是对于大图像）

Answer 4

在某些情况下，Char数组可能会更慢。作为一般的经验法则，原始字大小是最好的，它很可能是4字节（32位）或8字节（64位）。更好的是将所有内容与16字节对齐，就像您已经完成的那样......如果您使用SSE指令（MOVNTA），这将启用更快的副本。如果你只关心移动物品，这将比阵列使用的类型产生更大的影响......