Почему программа на C++, запущенная на процессоре AMD, работает быстрее, чем на процессоре Intel?

У меня есть программа, реализующая блочный метод Гаусса с выбором главного элемента по столбцу. Существует две версии этой программы, и вторая версия была разработана с целью ускорения ее работы. Я провел тестирование на своем ПК и зафиксировал прирост скорости около 60% по сравнению с первой версией. Однако при тестировании на других конфигурациях результат оказался хуже — программа начала демонстрировать замедление. 

Мой ПК оснащен процессором AMD Ryzen 5 5600, и проблемы с производительностью наблюдаются на процессорах Intel. Кроме того, я также проводил тесты на архитектурах ARM, таких как M1 и M2 Pro, где зафиксировал аналогичное замедление на уровне 20%. Таким образом, кажется, что прирост скорости наблюдается только на процессоре AMD, что вызывает у меня недоумение. 

Важно отметить, что в коде программы не используется никаких специфичных оптимизаций для процессоров AMD. Ускорение, достигнутое в новой версии программы, основывается исключительно на оптимизации матричного умножения и уменьшении числа шагов в методе. Можете ли вы подсказать, с чем это может быть связано? 

P.S. Программа работает в однопоточном режиме.
  • 1 декабря 2024 г. 21:13
Ответы на вопрос 3
Ситуация, которую вы описываете, может быть связана с несколькими факторами, влияющими на производительность вашей программы на различных архитектурах процессоров. Хотя в коде не используются специфические оптимизации для процессоров AMD, важно учитывать следующие аспекты:

1. **Архитектурные различия**: Процессоры Intel и AMD имеют разные архитектуры и оптимизации на уровне микроархитектуры. Например, процессоры AMD Ryzen могут более эффективно обрабатывать определённые паттерны вычислений или инструкции, особенно в контексте высокопроизводительных приложений, таких как ваша реализация метода Гаусса. Это может привести к тому, что оптимизированный код более эффективно использует ресурсы процессора AMD.

2. **Кэш и предсказание ветвлений**: AMD и Intel могут отличаться по стратегии работы с кэшем и предсказанием ветвлений. Если ваши оптимизации касаются работы с массивами или матрицами, то разные кэш-политики могут повлиять на производительность. Возможно, ваша программа генерирует память, которая лучше кэшируется на AMD, чем на Intel.

3. **Оптимизация компилятора**: Различные компиляторы и их настройки могут по-разному генерировать код для различных архитектур. Возможно, при сборке вашей программы с использованием оптимизаций компилятора, код получается более эффективным на AMD, тогда как на Intel включены другие подходы к оптимизации, которые могут не подходить для вашего приложения.

4. **Параллелизм и однопоточность**: Даже если ваша программа работает в однопоточном режиме, может быть полезно рассмотреть возможность использования параллелизма в будущем, особенно если ваш алгоритм может быть адаптирован для этого. Для архитектур, таких как ARM, однопоточная производительность может быть ограничена из-за особенностей архитектуры.

5. **Математические библиотеки**: Некоторые библиотеки математических операций (например, BLAS или LAPACK) имеют разные версии для разных архитектур. Убедитесь, что вы используете максимально оптимизированные версии библиотек для каждой платформы. Это также может объяснить разницу в производительности на различных процессорах.

6. **Тестирование и масштабируемость**: Возможно, вычислительная нагрузка, которая генерируется вашей программой, не масштабируется должным образом на других архитектурах. Стоит провести профилирование на разных процессорах, чтобы понять, где именно происходят потери производительности.

Для дальнейшего анализа, вы можете попробовать:

- Запустить профилирование кода на разных платформах, чтобы выявить узкие места.
- Проверить настройки сборки и оптимизации компилятора для разных архитектур.
- Рассмотреть возможность использования более специализированных библиотек или алгоритмов, которые могут быть настроены под каждую платформу.

Эти подходы помогут вам глубже понять, в чем заключается разница в производительности на разных архитектурах.
Из-за того, что процессоры от разных производителей обладают разной производительностью, внезапно, из-за отличий в архитектуре, командах, транзисторах, частотах, кэшах и во всём остальном. Сюрприз! А еще есть такие факторы как: кэши, оперативная память, дисковая подсистема, запущенные приложения, сервисы, разные ОС, разные чипсеты, разные биосы, да даже вентилятор на процессоре может влиять на производительность, из-за которого турбобуст какой-нибудь включится или выключится, и еще целый вагон других факторов.
Есть два варианта, то что вы не использовали в коде не значит что компилятор не использовал оптимизацию под платформу по которую был собран код, для чистоты эксперимента пробуйте пересобрать проект с процом под которым будете тестировать 
Второй вариант до банального простой, частота процессора в однопотоке при турбо-бусте процы амд в большинстве случев имеют большую частоту на ядро
Ps и ещё одно вспомнить о p и e ядрах в интелле да и арм(м1,м2) тоже вроде гибриды с разными ядрами в проце
Похожие вопросы