C 向sum变量进行8路加法。这使它下降到2.03秒

在sum变量中，我将其加倍为16路加法，这使它下降到1.91秒

在sum变量中，我将其加倍到32路加法。时间上升到2.08秒

正如@kcraigie所建议的那样，我切换到指针方法。使用-O3时，时间为6.01秒。（我很惊讶！）

---

这将运行时间缩短到<0.01秒。；-）如果你没有被F-stick击中，它就是赢家。

我尝试过分组。在我的机器上，使用我的

gcc

，我发现以下方法效果最好：

    for (j = 0; j < ARRAY_SIZE; j += 16) {
        sum = sum +
              (array[j   ] + array[j+ 1]) +
              (array[j+ 2] + array[j+ 3]) +
              (array[j+ 4] + array[j+ 5]) +
              (array[j+ 6] + array[j+ 7]) +
              (array[j+ 8] + array[j+ 9]) +
              (array[j+10] + array[j+11]) +
              (array[j+12] + array[j+13]) +
              (array[j+14] + array[j+15]);
    }

---

这使用了40个总展开量，分为两组，每组20个，交替使用预递增的归纳变量来打破依赖关系，以及一个后测试循环。同样，您可以尝试使用括号分组，以针对编译器和平台进行微调。

这可能是由于现代CPU优化向量操作的方式。请尝试将

-O3

添加到编译器选项中。这将启用更多的编译时优化。@pvg即使使用默认的优化级别，我仍然希望

sum0

，

sum1

等保留在寄存器中，所以我不相信你的论点。所执行的转换是有意义的，只要这些变量保存在寄存器中，我就不会期望它使事情变得更糟。事实上，它应该减少循环中的依赖关系。哇，这个任务真的很可怕。他们基本上是强迫你做一些你永远不应该做的事情。如果他们要求使用

-O3

，然后说“现在看看是否可以对代码进行一些更改以进一步改进”，这会更有意义。提示：强制将数组分配到缓存线（x86上的IIRC 64字节）。最差的演员手动对齐。太糟糕了，你不允许使用SSE/AVX，因为这涉及到某种汇编指令（尽管它们可以作为内部函数使用）。不过，正如评论中所说，这是一个严格的-O0赋值。当我开始写这篇文章时，还没有提到这一点。；-）我这边的测试让我觉得16路加法是目前最好的结果。我只需要把它推到目标区域。3~我运行了你的代码（以及使用不同分组的版本），测试的每个版本（包括那个版本）平均得到5.5秒。我目前的版本是展开到20，然后像这样把它们和它们的邻居一起分组，然后一次又一次地和他们的邻居一起分组，直到剩下的一个操作达到大约5.4-5.1。听起来你几乎要尽可能多地从中挤出。20的展开量很有趣。正常情况下，我想用2的幂展开，但在这种情况下，没有理由不用其他数量展开，这些数量是总行程数的因素。我开始想知道你的老师做了什么，使他们可靠地达到了5以下，而你似乎无法达到，尽管所有的摆弄。我们几乎是在猜测不同平台上的gcc的不同版本的codegen。我有一个新的循环展开，它看起来有很大的不同。我已经更新了我的帖子以包含它。请看一下我帖子底部的新循环。我建议尝试一下，然后尝试添加括号，看看是否有不同。

int     j;

    for (j = 0; j < ARRAY_SIZE; j += 8) {
        sum0 += array[j] + array[j+1]; 
        sum1 += array[j+2] + array[j+3];
        sum2 += array[j+4] + array[j+5]; 
        sum3 += array[j+6] + array[j+7];

    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// You are only allowed to make changes to this code as specified by the comments in it.

// The code you submit must have these two values.
#define N_TIMES     600000
#define ARRAY_SIZE   10000

int main(void)
{
    double  *array = calloc(ARRAY_SIZE, sizeof(double));
    double  sum = 0;
    int     i;

    // You can add variables between this comment ...

//  double sum0 = 0;
//  double sum1 = 0;
//  double sum2 = 0;
//  double sum3 = 0;

    // ... and this one.

    // Please change 'your name' to your actual name.
    printf("CS201 - Asgmt 4 - ACTUAL NAME\n");

    for (i = 0; i < N_TIMES; i++) {

        // You can change anything between this comment ...

        int     j;

        for (j = 0; j < ARRAY_SIZE; j += 8) {
            sum += array[j] + array[j+1] + array[j+2] + array[j+3] + array[j+4] + array[j+5] +  array[j+6] + array[j+7];
        }

        // ... and this one. But your inner loop must do the same
        // number of additions as this one does.

        }

    // You can add some final code between this comment ...
//  sum = sum0 + sum1 + sum2 + sum3;
    // ... and this one.

    return 0;
}

    #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// You are only allowed to make changes to this code as specified by the comments in it.

// The code you submit must have these two values.
#define N_TIMES     600000
#define ARRAY_SIZE   10000

int main(void)
{
    double  *array = calloc(ARRAY_SIZE, sizeof(double));
    double  sum = 0;
    int     i;

    // You can add variables between this comment ...

    double sum0 = 0;
    double sum1 = 0;
    double sum2 = 0;
    double sum3 = 0;

    // ... and this one.

    // Please change 'your name' to your actual name.
    printf("CS201 - Asgmt 4 - ACTUAL NAME\n");

    for (i = 0; i < N_TIMES; i++) {

        // You can change anything between this comment ...

        int     j;

        for (j = 0; j < ARRAY_SIZE; j += 8) {
            sum0 += array[j] + array[j+1]; 
            sum1 += array[j+2] + array[j+3];
            sum2 += array[j+4] + array[j+5]; 
            sum3 += array[j+6] + array[j+7];
        }

        // ... and this one. But your inner loop must do the same
        // number of additions as this one does.

        }

    // You can add some final code between this comment ...
    sum = sum0 + sum1 + sum2 + sum3;
    // ... and this one.

    return 0;
}

int     j;
        for (j = 0; j < ARRAY_SIZE; j += 50) {
            sum +=(((((((array[j] + array[j+1]) + (array[j+2] + array[j+3])) +
                    ((array[j+4] + array[j+5]) + (array[j+6] + array[j+7]))) + 
                    (((array[j+8] + array[j+9]) + (array[j+10] + array[j+11])) +
                    ((array[j+12] + array[j+13]) + (array[j+14] + array[j+15])))) +
                    ((((array[j+16] + array[j+17]) + (array[j+18] + array[j+19]))))) +
                    (((((array[j+20] + array[j+21]) + (array[j+22] + array[j+23])) +
                    ((array[j+24] + array[j+25]) + (array[j+26] + array[j+27]))) + 
                    (((array[j+28] + array[j+29]) + (array[j+30] + array[j+31])) +
                    ((array[j+32] + array[j+33]) + (array[j+34] + array[j+35])))) +
                    ((((array[j+36] + array[j+37]) + (array[j+38] + array[j+39])))))) + 
                    ((((array[j+40] + array[j+41]) + (array[j+42] + array[j+43])) +
                    ((array[j+44] + array[j+45]) + (array[j+46] + array[j+47]))) + 
                    (array[j+48] + array[j+49])));
        }

register double * p;
for (p = array; p < array + ARRAY_SIZE; ++p) {
    sum += *p;
}

int ntimes = 0;

// ... and this one.
...
    // You can change anything between this comment ...

            if (ntimes++ == 0) {

    for (j = 0; j < ARRAY_SIZE; j += 16) {
        sum = sum +
              (array[j   ] + array[j+ 1]) +
              (array[j+ 2] + array[j+ 3]) +
              (array[j+ 4] + array[j+ 5]) +
              (array[j+ 6] + array[j+ 7]) +
              (array[j+ 8] + array[j+ 9]) +
              (array[j+10] + array[j+11]) +
              (array[j+12] + array[j+13]) +
              (array[j+14] + array[j+15]);
    }

    int     j1, j2;

    j1 = 0;
    do {
        j2 = j1 + 20;
        sum = sum +
              (array[j1   ] + array[j1+ 1]) +
              (array[j1+ 2] + array[j1+ 3]) +
              (array[j1+ 4] + array[j1+ 5]) +
              (array[j1+ 6] + array[j1+ 7]) +
              (array[j1+ 8] + array[j1+ 9]) +
              (array[j1+10] + array[j1+11]) +
              (array[j1+12] + array[j1+13]) +
              (array[j1+14] + array[j1+15]) +
              (array[j1+16] + array[j1+17]) +
              (array[j1+18] + array[j1+19]);
        j1 = j2 + 20;
        sum = sum +
              (array[j2   ] + array[j2+ 1]) +
              (array[j2+ 2] + array[j2+ 3]) +
              (array[j2+ 4] + array[j2+ 5]) +
              (array[j2+ 6] + array[j2+ 7]) +
              (array[j2+ 8] + array[j2+ 9]) +
              (array[j2+10] + array[j2+11]) +
              (array[j2+12] + array[j2+13]) +
              (array[j2+14] + array[j2+15]) +
              (array[j2+16] + array[j2+17]) +
              (array[j2+18] + array[j2+19]);
    }
    while (j1 < ARRAY_SIZE);