25 февраля 2010 г.

Data Oriented Programming вместо ООП

Пара интересных статей:

Musings on Data Oriented Design

Pitfalls of Object Oriented Programming (GCAP)

Суть вопроса, который поднимают авторы, такова -- за последние 30 лет развития IT скорость выполнения команд процессором выросла почти в 50000 раз, но время ответа памяти на запрос (memory latency) уменьшилось всего лишь раз в 10. В итоге мы получаем, что "стоимость" запроса к памяти (в циклах процессора) выросла примерно в 400 раз.

При этом современные компиляторы очень хорошо умеют работать с кодом -- фактически, машинный код, получаемый на выходе из компилятора может вообще не иметь ничего общего, с тем, что изначально было написано человеком -- кроме того, что делает то же самое. Но компиляторы очень мало что делают с данными -- размещение данных в памяти (data layout) генерируемое компилятором фактически очень мало отличается от того, что задекларировал программист в коде (разве что компилятор добавит туда от себя что-то -- vtable например, да выровняет по границам машинных слов). Хотя при современном состоянии дел с memory latency было бы гораздо выгоднее оптимизировать расположение данных под выполняемые задачи.

В частности, объектный подход, предлагающий группировать данные, относящиеся к одному объекту вместе, часто сильно уменьшает эффективность программы за счет того, что данные, нужные конкретному алгоритму, оказываются разбросанными по памяти. Итог - большое количество кэш-промахов, загрязнение кэша реально не нужными сейчас данными, большое количество простоев процессора в ожидании данных из основной памяти.

Вместо этого предлагается программисту (пока компиляторы не научились) продумывать размещение данных в памяти исходя из того, как они будут обрабатываться. В частности, в презентации (pdf) Том Албрехт показывает, как им удалось в 3-4 раза ускорить обновление-прорисовку дерева объектов сцены (scene tree) за счет изменения компоновки данных (там, правда, еще про предсказание ветвлений упомянуто)

Комментариев нет:

Отправить комментарий