「Structure of Arrays（SoA）」の版間の差分

2025年7月11日 (金) 02:08時点における最新版

Structure of Arrays（SoA）とは、構造体の配列（Array of Structures, AoS）をひとつの構造体にしてしまうことをいいます。

public struct Vertex {
    public Vector3 Position;
    public Vector3 Normal;
    public Vector2 UV;
}

var vertices = new Vertex[1000];

public struct Vertices {
    public Vector3[] Position;
    public Vector3[] Normal;
    public Vector2[] UV;
}

実際のベンチマークテストでは、Vector3[10000]に対してYの最大値を求める処理において、以下の結果が得られています：

通常の実装でも2倍の高速化

SIMD処理を適用した場合は10倍の高速化

通常のC#配列では、データがXYZXYZXYZXYZという順序でメモリに配置されます。

SoAでは、同じフィールドのデータがXXXXYYYYZZZZという順序で連続配置されます。

SoAは同じ型のデータが連続してメモリに配置されるため、CPUキャッシュを効率的に活用できます。

連続したメモリ領域により、SIMD（Single Instruction, Multiple Data）処理が適用しやすくなります。例えば、Yフィールドに対する一括処理が高速化されます。

SoAは特にパフォーマンスが重要なシチュエーションで有効です。大量のデータに対して同じフィールドへの処理を繰り返し行う場合や、数値計算が多い処理において、その効果を最大限に発揮します。

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 === SIMD処理の適用 ===
-連続したメモリ領域により、SIMD（Single Instruction, Multiple Data）処理が適用しやすくなります。例えば、Yフィールドに対する一括処理が高速化されます。
+連続したメモリ領域により、[[SIMD]]（Single Instruction, Multiple Data）処理が適用しやすくなります。例えば、Yフィールドに対する一括処理が高速化されます。
 == 適用場面 ==