Dalam perkembangan penting untuk pengkomputeran berprestasi tinggi, satu algoritma baharu untuk mengira digit dalam integer tanpa tanda 64-bit telah muncul, menunjukkan peningkatan prestasi yang ketara berbanding kaedah sedia ada. Kejayaan ini adalah sebahagian daripada usaha berterusan untuk mengoptimumkan pemprosesan JSON dan operasi berangka lain dalam sistem perisian moden.
Inovasi
Kaedah pengiraan digit RTC-64-bit yang baru dibangunkan memperkenalkan pendekatan yang diringkaskan untuk mengira digit dalam nilai uint64_t, mencapai prestasi sehingga 27% lebih baik berbanding kaedah Lemire yang digunakan secara meluas. Algoritma ini menggunakan kiraan digit yang telah dikira terlebih dahulu dan pemeriksaan ambang dengan bijak, menghapuskan keperluan untuk jadual rujukan yang ekstensif sambil mengekalkan kecekapan yang tinggi.
Pelaksanaan Teknikal
Kaedah baharu ini menggunakan gabungan teknik manipulasi bit dan pemeriksaan ambang secara langsung, menggunakan dua tatasusunan statik: satu untuk kiraan digit yang telah dikira terlebih dahulu dan satu lagi untuk nilai ambang. Pendekatan ini mengurangkan beban pengiraan dengan ketara sambil mengekalkan ketepatan. Pelaksanaannya sangat menonjol kerana kesederhanaan dan keberkesanannya:
Pengoptimuman utama terletak pada penggunaan teknik manipulasi bit yang cekap dan pemeriksaan ambang secara langsung untuk mengelakkan pengiraan yang tidak perlu.
Penanda Aras Prestasi
Ujian merentas platform telah mendedahkan peningkatan prestasi yang mengagumkan merentasi pelbagai pengompil dan sistem operasi. Peningkatan yang paling ketara termasuk:
- 27.33% lebih pantas daripada kaedah Lemire pada GCC/Ubuntu
- 143.34% peningkatan prestasi pada Clang/Ubuntu
- 12.50% peningkatan kelajuan pada MSVC/Windows
- 25.37% prestasi lebih baik pada Clang/MacOS
Perbandingan Prestasi Merentasi Platform:
- GCC/Ubuntu : RTC-64-bit mengatasi Lemire-32-bit sebanyak 27.33%
- Clang/Ubuntu : Peningkatan 143.34% berbanding Lemire-32-bit
- MSVC/Windows : 12.50% lebih pantas berbanding Lemire-32-bit
- Clang/MacOS : Peningkatan prestasi 25.37% berbanding Lemire-32-bit
Perbandingan Kaedah Tradisional:
- Lemire-32-bit berbanding Log10-32-bit pada GCC/Ubuntu : 814.16% lebih pantas
- Lemire-32-bit berbanding Log10-32-bit pada Clang/Ubuntu : 522.01% lebih pantas
- Lemire-32-bit berbanding Log10-32-bit pada MSVC/Windows : 515.90% lebih pantas
- Lemire-32-bit berbanding Log10-32-bit pada Clang/MacOS : 343.97% lebih pantas
Aplikasi Praktikal
Pengoptimuman ini sangat bernilai untuk penyerialan JSON, pemformatan rentetan, dan pengiraan saiz penimbal. Walaupun sesetengah pembangun mencadangkan penggunaan anggaran untuk pengiraan digit, ketepatan dan kelajuan kaedah baharu ini menjadikannya sangat berguna dalam senario di mana penulisan penimbal secara langsung diperlukan, mengelakkan keperluan untuk peralihan data berikutnya yang mungkin berlaku dengan kaedah anggaran.
Pembangunan ini mewakili langkah penting ke hadapan dalam mengoptimumkan operasi pengkomputeran asas, dengan potensi manfaat untuk pelbagai aplikasi berprestasi tinggi di mana setiap kitaran CPU adalah penting.
Rujukan: Ujian untuk kod pemasangan