Question

请考虑以下两个不同的功能ComputeA和ComnputeB：

using System;
using System.Diagnostics;

namespace BenchmarkLoop
{
    class Program
    {
        private static double[] _dataRow;
        private static double[] _dataCol;

        public static double ComputeA(double[] col, double[] row)
        {
            var rIdx = 0;
            var value = 0.0;

            for (var i = 0; i < col.Length; ++i)
            {
                for (var cIdx = 0; cIdx < col.Length; ++cIdx, ++rIdx)
                    value += col[cIdx] * row[rIdx];
            }

            return value;
        }

        public static double ComputeB(double[] col, double[] row)
        {
            var rIdx = 0;
            var value = 0.0;

            for (var i = 0; i < col.Length; ++i)
            {
                value = 0.0;
                for (var cIdx = 0; cIdx < col.Length; ++cIdx, ++rIdx)
                    value += col[cIdx] * row[rIdx];
            }

            return value;
        }

        public static double ComputeC(double[] col, double[] row)
        {
            var rIdx = 0;
            var value = 0.0;

            for (var i = 0; i < col.Length; ++i)
            {
                var tmp = 0.0;
                for (var cIdx = 0; cIdx < col.Length; ++cIdx, ++rIdx)
                    tmp += col[cIdx] * row[rIdx];
                value += tmp;
            }

            return value;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            _dataRow = new double[2500];
            _dataCol = new double[50];

            var random = new Random();
            for (var i = 0; i < _dataRow.Length; i++)            
                _dataRow[i] = random.NextDouble();
            for (var i = 0; i < _dataCol.Length; i++)
                _dataCol[i] = random.NextDouble();

            var nRuns = 1000000;

            var stopwatch = new Stopwatch();
            stopwatch.Start();
            for (var i = 0; i < nRuns; i++)
                ComputeA(_dataCol, _dataRow);
            stopwatch.Stop();
            var t0 = stopwatch.ElapsedMilliseconds;

            stopwatch.Reset();
            stopwatch.Start();
            for (int i = 0; i < nRuns; i++)
                ComputeC(_dataCol, _dataRow);
            stopwatch.Stop();
            var t1 = stopwatch.ElapsedMilliseconds;

            Console.WriteLine($"Time ComputeA: {t0} - Time ComputeC: {t1}");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

它们的区别仅在于每次调用内部循环之前变量值的“重置”。我已经运行了几种不同类型的基准测试，所有这些基准测试均启用了“优化代码”，32位和64位以及不同大小的数据数组。总是ComputeB快25％。我也可以使用BenchmarkDotNet重现这些结果。但是我无法解释它们。任何想法？我还使用Intel VTune Amplifier 2019检查了生成的汇编代码：对于这两个函数，JIT结果完全相同，外加用于重置value的额外行：因此，在汇编程序级别上，没有任何魔术可以使代码更快。关于此效果还有其他可能的解释吗？以及如何验证？

这是BenchmarkDotNet的结果（参数N的大小为_dataCol，_dataRow的大小始终为N ^ 2）：

以及用于比较ComputeA和ComputeC的结果：

ComputeA（左）和ComputeC（右）的JIT组件：

差异非常小：在块2中，变量tmp设置为0（存储在寄存器xmml中），在块6中，tmp为已添加到返回结果value中。因此，总体而言，不足为奇。只是运行时是魔术；）

C＃微型基准测试：为什么重置聚合值会使for循环更快？

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