ねじれたアレイで構成されたアレイを分割する

Question

私は4つの異なるサブアレイに分割しなければならない1次元のフロートアレイを私に送るセンサを持っています。私の配列はフレームを表し、それは1024ランプで構成されています。各ランプには4つのチャンネル（分割したいデータ）のヘッダとデータがあります。各チャンネルには2つの浮動小数点数があり、1つは実部用、もう1つは複雑部用です。これを明確にするために、私は構造の画像を添付した：私はデータと4列、単一チャネルのための各一つにこの大きな配列を解明する必要が

。これは速く行わなければなりません。私の実装には約850msかかりますが、残念ながらこれは十分に速くはありません。これまでのところ私は次のコードを書いています：

IntPtr ptr = (IntPtr)frameInfo.ptr; // The pointer to the buffer 

for (int i = 0; i < nChannels; i++) 
{ 
    channelFrames[i].data = new float[nRamps * nPoints * 2]; 
} 

for (int ramp = 0; ramp < nRamps; ramp++) 
{ 
    ptr += (int)rawHeaderSize; // Skip the header 

    for (int point = 0; point < nPoints; point++) 
    { 
      for (int channel = 0; channel < nChannels; channel++) 
      { 
       Marshal.Copy(ptr, channelFrames[channel].data, (int)(point *2 + ramp*nPoints*2), 2); 

       ptr += (sizeof(float) * 2); // Move to the next data       
      } 
    } 
} 

これをもっと速くする方法はありますか？

Answer 1

Marshal.Copy()は、アンマネージコードを呼び出すため、パフォーマンスのボトルネックになりがちです。この呼び出しは、2つのフロートをコピーするには高価です。以下は、Marshal.Copy()の使用を避けるために、安全でないコード（プロジェクトのプロパティで有効にする必要があり、メソッドにunsafe修飾子を付ける必要があります）を使用してデータを手動でコピーします。また、いくつかの追加のパフォーマンス向上のために、内部ループ（チャネルを反復する）がアンロールされます（これは、4つのチャネルに対してコードがハードコードされていることを意味します）。

私の測定では、元の方法に比べてパフォーマンスが約10倍向上しています。

//Pin arrays with channel data in memory and get pointers of these fixed arrays 
fixed (float* fixed_ch0ptr = channelFrames[0].data) 
fixed (float* fixed_ch1ptr = channelFrames[1].data) 
fixed (float* fixed_ch2ptr = channelFrames[2].data) 
fixed (float* fixed_ch3ptr = channelFrames[3].data) 
{ 
    //fixed arrays pointer cannot be modified, we must create writable copies ot these pointers 
    float* ch0ptr = fixed_ch0ptr; 
    float* ch1ptr = fixed_ch1ptr; 
    float* ch2ptr = fixed_ch2ptr; 
    float* ch3ptr = fixed_ch3ptr; 

    //unsafe pointer to array from sensor 
    float* floatptr = (float*)ptr; 

    for (int ramp = 0; ramp < nRamps; ramp++) 
    { 
     floatptr = (float*)((byte*)(floatptr) + (int)rawHeaderSize); // Skip the header 

     for (int point = 0; point < nPoints; point++) 
     { 
      //Unrolling loop that iterates over channelFrames can give as some additional performance gains 

      //copy channel 0 data 
      *ch0ptr++ = *(floatptr++); 
      *ch0ptr++ = *(floatptr++); 

      //copy channel 1 data 
      *ch1ptr++ = *(floatptr++); 
      *ch1ptr++ = *(floatptr++); 

      //copy channel 2 data 
      *ch2ptr++ = *(floatptr++); 
      *ch2ptr++ = *(floatptr++); 

      //copy channel 3 data 
      *ch3ptr++ = *(floatptr++); 
      *ch3ptr++ = *(floatptr++); 
     } 
    } 
}