Question

我一直在阅读有关SOA的内容，我想在我正在构建的系统中尝试实现它。

我正在编写一些简单的C结构来进行一些测试，但我有点困惑，现在我有一个vec3的3个不同的结构。我将在下面展示它们，然后进一步详细说明这个问题。

struct vec3
{
size_t x, y, z;
};

struct vec3_a
{
size_t pos[3];
};

struct vec3_b
{
size_t* x;
size_t* y;
size_t* z;
};

struct vec3 vec3(size_t x, size_t y, size_t z)
{
    struct vec3 v;
    v.x = x;
    v.y = y;
    v.z = z;
    return v;
}

struct vec3_a vec3_a(size_t x, size_t y, size_t z)
{
    struct vec3_a v;
    v.pos[0] = x;
    v.pos[1] = y;
    v.pos[2] = z;
    return v;
}

struct vec3_b vec3_b(size_t x, size_t y, size_t z)
{
    struct vec3_b v;
    v.x = (size_t*)malloc(sizeof(size_t));
    v.y = (size_t*)malloc(sizeof(size_t));
    v.z = (size_t*)malloc(sizeof(size_t));
    *(v.x) = x;
    *(v.y) = y;
    *(v.z) = z;
    return v;
}

这是三种类型的vec3的声明。

struct vec3 v = vec3(10, 20, 30);
struct vec3_a va = vec3_a(10, 20, 30);
struct vec3_b vb = vec3_b(10, 20, 30);

使用printf打印地址我得到如下值：

size of vec3      : 24 bytes
size of vec3a     : 24 bytes
size of vec3b     : 24 bytes
size of size_t    : 8 bytes
size of int       : 4 bytes
size of 16 int    : 64 bytes
vec3 x:10, y:20, z:30
vec3 x:0x7fff57f8e788, y:0x7fff57f8e790, z:0x7fff57f8e798
vec3a x:10, y:20, z:30
vec3a x:0x7fff57f8e768, y:0x7fff57f8e770, z:0x7fff57f8e778
vec3b x:10, y:20, z:30
vec3b x:0x7fbe514026a0, y:0x7fbe51402678, z:0x7fbe51402690

我做的最后一件事是创建一个包含10个结构vec3_b的数组，并打印出返回这些值的地址。

    struct vec3_b vb3[10];
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        vb3[i] = vec3_b(i, i*2, i*4);
    }

index:0 vec3b x:0x7fbe514031f0, y:0x7fbe51403208, z:0x7fbe51403420
index:1 vec3b x:0x7fbe51403420, y:0x7fbe51403438, z:0x7fbe51403590
index:2 vec3b x:0x7fbe51403590, y:0x7fbe514035a8, z:0x7fbe514035c0
index:3 vec3b x:0x7fbe514035c0, y:0x7fbe514035d8, z:0x7fbe514035f0
index:4 vec3b x:0x7fbe514035f0, y:0x7fbe51403608, z:0x7fbe51403680
index:5 vec3b x:0x7fbe51403680, y:0x7fbe51403698, z:0x7fbe514036b0
index:6 vec3b x:0x7fbe514036b0, y:0x7fbe514036c8, z:0x7fbe514036e0
index:7 vec3b x:0x7fbe514036e0, y:0x7fbe514036f8, z:0x7fbe51403710
index:8 vec3b x:0x7fbe51403710, y:0x7fbe51403728, z:0x7fbe51403740
index:9 vec3b x:0x7fbe51403740, y:0x7fbe51403758, z:0x7fbe51403770

问题：

我的struct vec3_b实现是否是设置数组结构的正确方法？
由于vec_3b结构大24字节，我可以在1个现代cpu的缓存行中加上2加12个额外字节？
如果我的vec3_b是进行SoA设置的正确方法，我在寻址方面遇到了一些麻烦，我把10个vec3_b放在一起。

查看十六进制值及其十进制表示，我看不到任何模式让我相信我的设置不正确。

      ---------------x-----------------|----------------y-----------------|----------------z-----------------|

0|    0x7fbe514031f0 : 140455383675376 | 0x7fbe51403208 : 140455383675400 | 0x7fbe51403420 : 140455383675936
1|    0x7fbe51403420 : 140455383675936 | 0x7fbe51403438 : 140455383675960 | 0x7fbe51403590 : 140455383676304
2|    0x7fbe51403590 : 140455383676304 | 0x7fbe514035a8 : 140455383676328 | 0x7fbe514035c0 : 140455383676352

Answer 1

我无法想到SELECT 'Column 1' = case when x = 0 then 2 when x = 1 then 4 else 6 end ,'Column 2' = case when y = 0 then 3 when y = 1 then 6 else 9 end FROM table1是个好主意的场合。
请注意，您还必须为指向的指针找到24字节数据的空间，并且它可能不会与结构本身相邻，因此您可能只是减少了有效缓存与vec_3b或vec3相比，尺寸减少了2倍。每个vec_3a都有一个最小尺寸;在64位计算机上，通常至少为16个字节。因此，针对malloc()结构中的三个值的三个单独分配需要至少48个其他字节用于支持数据（加上结构本身的24个）。这不适合单个缓存行;它不能保证被放置以便它适合2个缓存行。
N / A - 这个问题是基于错误的假设。

Answer 2

1＆amp; 3：不，你的vec3_b 不是数组结构设置。

你正在做的是拥有多个结构，每个结构都有一个64位指向64位数据的指针。

使用struct-of-arrays，可以创建一个struct，并且它有一些可变大小的数组。

因此，第10个x值为mystruct.x[9]，而不是mystruct[9].x[0]。

关键是要连续存储所有x值，因此您可以使用x / movdqu加载多个_mm_loadu_si128值。如果您正在使用SIMD，请选择支持所需值范围的最小元素宽度。与32位元素相比，使用64位元素可将吞吐量降低一半。您的代码将一次处理128b，如果它们是半宽的，则代码的数量是其两倍。

数组的结构，结构数组和内存使用模式

2 个答案: