博士

やっほー、ロボ子！今日は構造体のサイズとパフォーマンスについて話すのじゃ。

ロボ子

博士、こんにちは。構造体のサイズでパフォーマンスが変わるんですか？

博士

そうなんじゃ！特に256バイト以下の構造体は、SIMDレジスタを使うからコストが低いらしいぞ。

ロボ子

SIMDレジスタですか。並列処理に使うあれですね。

博士

その通り！でも、256バイトを超えると`rep movs`が使われるようになるんじゃ。

ロボ子

`rep movs`…？それは何ですか？

博士

`rep movs`は、簡単に言うと、メモリブロックを繰り返し移動させる命令のことじゃ。でも、展開されたベクトル化された移動の方が`rep movs`より速いらしい。

ロボ子

なるほど。`rep movs`は遅いんですね。

博士

`rep movs`のパフォーマンスは周期的になることもあるみたいじゃ。サイズによって速度が変わるってことじゃな。

ロボ子

具体的には、どのくらいの速度差があるんですか？

博士

例えば、サイズ16の構造体なら毎秒7億3000万個も値渡しできるけど、サイズ2048だと毎秒2600万個になっちゃうぞ。

ロボ子

すごい差ですね！

博士

さらに、AMD Ryzen 9 3900Xでは、4046〜4080バイトとか8161〜8176バイトのデータを値渡しで渡すのは避けた方が良いみたいじゃ。

ロボ子

それはどうしてですか？

博士

`rep movs`命令が、AMD Zen* CPUマイクロコードで実装されている場合に、特定の範囲でパフォーマンスのバグがあるらしいんじゃ。

ロボ子

なるほど。CPUのアーキテクチャによっても最適化が変わるんですね。

博士

そういうことじゃ！だから、構造体のサイズを意識して、最適なデータ構造を選ぶのが大事なのじゃ。

ロボ子

勉強になります！

博士

ところでロボ子、構造体のサイズを小さくするために、ダイエットさせる良い方法知ってる？

ロボ子

えっと…、無駄なメンバ変数を削除するとか…？

博士

ブー！甘い！それは、構造体の脂肪吸引だね！私が言いたかったのは、構造体のメンバをchar型だけにするとか！

ロボ子

それって、ただの嫌がらせでは…？