【まとめ】LabVIEWでU32をU8に4倍高速に変換する (2)

 こんにちはドルフィンシステム福島です。

前回の投稿でU32をU8に変換する場合、型変換関数よりも数値分割関数が4倍高速に実行できる、というお話をしました。

「LabVIEWでU32をU8に4倍高速に変換する」
http://mikioblog.dolphinsystem.jp/2023/05/labviewu32u84.html

上記記事では、1つのU32数値を型変換関数や数値分割関数に渡してU8数値に変換し、それをforループで1M回繰り返した時間を計測しました。計測の結果は、数値分割関数が4倍高速でした。

しかし現実には一つのU32数値を変換するよりも、まとまった数のU32数値を配列の形で変換することが多いと思います。

今回は、各変換関数に配列の形で渡したときの変換時間をベンチマークします。

U32配列をU8配列に変換する

下図のようにベンチマークを行います。

• 事前に1MヶのU32配列を生成する
• 型変換関数、文字列に平坦化、数値分割関数の順でU32配列→U8配列の変換実行時間を計測する。

結果は、型変換関数が一番高速で、文字列に平坦化関数よりも13%、数値分割関数よりも2.5倍高速でした。

U32一つの変換では、一番時間が掛かっていた型変換関数ですが、配列を渡すととても高速に動作します。

数値分割関数は、U32→U16→U8→並べ替えというメモリ操作を伴う処理が入るので、余計に時間が掛かっているものと思います。

型変換関数の場合、32bit単位でアクセスするところを8bitでアクセスするだけなので、複雑なメモリ操作はなさそうです。

関数	時間(ms)
型変換関数	3.7
文字列に平坦化	4.2
数値分割	9.2

double配列をU8配列に変換する

では次に、double型の変換を試して見ます。

数値分割関数はint型のみの対応で、double型に対応していませんのでベンチマークしていません。

こちらも型変換関数が10%程度高速に動作しました。

関数	時間(ms)
型変換関数	6.6
文字列に平坦化	7.3
数値分割	-

複素数配列をU8配列に変換する

次に複素数配列をU8に変換してみます。

こちらは文字列に平坦化関数の方が4.9倍高速に動作しました。

関数	時間(ms)
型変換関数	69
文字列に平坦化	14
数値分割	-

結果のまとめ

という訳で、前回の結果も含めて以下にまとめて置きます。

1サンプルの下表[型]の配列をU8に1M回変換する時間(forループ使用)

型	型変換	文字列に平坦化	数値分割	最遅/最速
U8	497.3	99.9	24.8	20.1
U16	493.3	79	25.5	19.3
U32	475.3	81.5	27.9	17.0
U64	502	80.2	34.2	14.7
single	427.4	85.6	-	5.0
double	427.4	85.6	-	5.0
complex (single)	540	85.3	-	6.3
complex	553.5	82.6	-	6.7

10Mサンプルの下表[型]の配列をU8に配列に変換する時間

型	型変換	文字列に平坦化	数値分割	最遅/最速
U8	4.9	6.5	15.5	3.2
U16	28.1	28.2	38.7	1.4
U32	38.4	44.6	94.6	2.5
U64	69.1	73.6	212.7	3.1
single	39.1	44.7	-	1.1
double	68.8	73.4	-	1.1
complex (single)	511	85.6	-	6.0
complex	569.7	149.5	-	3.8

一つの数値をU8に変換する→Int型なら「数値分割関数」、それ以外なら「文字列に平坦化関数」

配列の数値をU8変換する→複素数なら「文字列に平坦化関数」、それ以外なら「型変換関数」

以上、ドルフィンシステム福島でした。