이 이미지 처리 테스트에서 Swift가 C보다 100 배 느린 이유는 무엇입니까?

이 이미지 처리 테스트에서 Swift가 C보다 100 배 느린 이유는 무엇입니까?

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• Swift Beta 성능 : 배열 정렬 9 답변

다른 많은 개발자들과 마찬가지로 저는 Apple의 새로운 Swift 언어에 대해 매우 흥분했습니다. Apple은 속도가 Objective C보다 빠르며 운영 체제를 작성하는 데 사용할 수 있다고 주장했습니다. 그리고 지금까지 배운 것에서이 언어는 정적 유형 언어이며 정확한 데이터 유형 (예 : 정수 길이)을 정확하게 제어 할 수 있습니다. 따라서 이미지 처리와 같이 성능이 중요한 작업을 처리 할 수있는 좋은 잠재력을 가지고있는 것 같습니까?

그것이 제가 빠른 테스트를하기 전에 생각했던 것입니다. 그 결과 정말 놀랐습니다.

다음은 C로 된 간단한 코드입니다.

test.c :

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>

uint8_t pixels[640*480];
uint8_t alpha[640*480];
uint8_t blended[640*480];

void blend(uint8_t* px, uint8_t* al, uint8_t* result, int size)
{
    for(int i=0; i<size; i++) {
        result[i] = (uint8_t)(((uint16_t)px[i]) *al[i] /255);
    }
}

int main(void)
{
    memset(pixels, 128, 640*480);
    memset(alpha, 128, 640*480);
    memset(blended, 255, 640*480);

    // Test 10 frames
    for(int i=0; i<10; i++) {
        blend(pixels, alpha, blended, 640*480);
    }

    return 0;
}

다음 명령을 사용하여 Macbook Air 2011에서 컴파일했습니다.

clang -O3 test.c -o test

10 프레임 처리 시간은 약 0.01 초입니다. 즉, 한 프레임을 처리하는 데 C 코드 1ms가 걸립니다.

$ time ./test
real    0m0.010s
user    0m0.006s
sys     0m0.003s

그런 다음 동일한 코드의 Swift 버전이 있습니다.

test.swift :

let pixels = UInt8[](count: 640*480, repeatedValue: 128)
let alpha = UInt8[](count: 640*480, repeatedValue: 128)
let blended = UInt8[](count: 640*480, repeatedValue: 255)

func blend(px: UInt8[], al: UInt8[], result: UInt8[], size: Int)
{
    for(var i=0; i<size; i++) {
        var b = (UInt16)(px[i]) * (UInt16)(al[i])
        result[i] = (UInt8)(b/255)
    }
}

for i in 0..10 {
    blend(pixels, alpha, blended, 640*480)
}

빌드 명령 줄은 다음과 같습니다.

xcrun swift -O3 test.swift -o test

여기서는 동일한 O3수준의 최적화 플래그를 사용하여 비교를 공정하게 만듭니다. 그러나 결과 속도는 100 배 느립니다.

$ time ./test

real    0m1.172s
user    0m1.146s
sys     0m0.006s

즉, C가 1ms 만 걸리는 한 프레임을 처리하는 데 Swift ~ 120ms가 걸립니다.

어떻게 된 거예요?

업데이트 : clang을 사용하고 있습니다.

$ gcc -v
Configured with: --prefix=/Applications/Xcode6-Beta.app/Contents/Developer/usr --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.2.1
Apple LLVM version 6.0 (clang-600.0.34.4) (based on LLVM 3.5svn)
Target: x86_64-apple-darwin13.2.0
Thread model: posix

업데이트 : 다른 실행 반복으로 더 많은 결과 :

다음은 다른 수의 "프레임"에 대한 결과입니다. 즉, 메인 for루프 번호를 10에서 다른 번호로 변경합니다 . 이제 더 빠른 C 코드 시간 (캐시 핫?)을 얻고 있지만 Swift 시간은 너무 많이 변경되지 않습니다.

             C Time (s)      Swift Time (s)
  1 frame:     0.005            0.130
 10 frames(*): 0.006            1.196
 20 frames:    0.008            2.397
100 frames:    0.024           11.668

업데이트 :`-Ofast` 도움

With -Ofast suggested by @mweathers, the Swift speed goes up to reasonable range.

On my laptop the Swift version with -Ofast gets 0.013s for 10 frames and 0.048s for 100 frames, close to half of the C performance.

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Building with:

xcrun swift -Ofast test.swift -o test

I'm getting times of:

real    0m0.052s
user    0m0.009s
sys 0m0.005s

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Let's just concentrate on the answer to the question, which started with a "Why": Because you didn't turn optimisations on, and Swift relies heavily on compiler optimisation.

That said, doing image processing in C is truly daft. That's what you have CGImage and friends for.

ReferenceURL : https://stackoverflow.com/questions/24102609/why-swift-is-100-times-slower-than-c-in-this-image-processing-test