Почему asm.js ухудшает производительность?

Question

Чтобы посмотреть, как это работает, я написал очень короткий модуль asm.js вручную, который имитирует двумерное волновое уравнение с использованием 32-битной целочисленной математики и типизированных массивов (Int32Array). У меня есть три версии этого, все как можно более близкая:

1. обыкновенные (т.е. разборчивый, хотя C-стиль) JavaScript
2. То же, что 1, с asm.js аннотации добавили так, что она проходит валидатор, в соответствии с Firefox и другими инструментами
3. То же, что и 2, кроме как без использования asm; директива в верхней части

Я оставил демонстрационную версию на http://jsfiddle.net/jtiscione/xj0x0qk3/, которая позволяет переключаться между модулями, чтобы увидеть эффекты использования каждого из них. Все три работают, но с разной скоростью. Это точка доступа (с asm.js аннотациями):

for (i = 0; ~~i < ~~h; i = (1 + i)|0) { 
    for (j = 0; ~~j < ~~w; j = (1 + j)|0) { 
     if (~~i == 0) { 
      index = (1 + index) | 0; 
      continue; 
     } 
     if (~~(i + 1) == ~~h) { 
      index = (1 + index) | 0; 
      continue; 
     } 
     if (~~j == 0) { 
      index = (1 + index) | 0; 
      continue; 
     } 
     if (~~(j + 1) == ~~w) { 
      index = (1 + index) | 0; 
      continue; 
     } 
     uCen = signedHeap [((u0_offset + index) << 2) >> 2] | 0; 
     uNorth = signedHeap[((u0_offset + index - w) << 2) >> 2] | 0; 
     uSouth = signedHeap[((u0_offset + index + w) << 2) >> 2] | 0; 
     uWest = signedHeap [((u0_offset + index - 1) << 2) >> 2] | 0; 
     uEast = signedHeap [((u0_offset + index + 1) << 2) >> 2] | 0; 
     uxx = (((uWest + uEast) >> 1) - uCen) | 0; 
     uyy = (((uNorth + uSouth) >> 1) - uCen) | 0; 
     vel = signedHeap[((vel_offset + index) << 2) >> 2] | 0; 
     vel = vel + (uxx >> 1) | 0; 
     vel = applyCap(vel) | 0; 
     vel = vel + (uyy >> 1) | 0; 
     vel = applyCap(vel) | 0; 
     force = signedHeap[((force_offset + index) << 2) >> 2] | 0; 
     signedHeap[((u1_offset + index) << 2) >> 2] = applyCap(((applyCap((uCen + vel) | 0) | 0) + force) | 0) | 0; 
     force = force - (force >> forceDampingBitShift) | 0; 
     signedHeap[((force_offset + index) << 2) >> 2] = force; 
     vel = vel - (vel >> velocityDampingBitShift) | 0; 
     signedHeap[((vel_offset + index) << 2) >> 2] = vel; 
     index = (index + 1)|0; 
    } 
} 

версия «обычный JavaScript» структурировано как указано выше, но без битовых операторов, asm.js требуется (например, «х | 0», «~ ~ x "," arr [(x < < 2) >> 2] »и т. д.)

Это результаты для всех трех модулей на моей машине с использованием Firefox (версия для разработчиков версии 41) и Chrome (версия 44), в миллисекундах на итерацию:

• FIREFOX (версия 41): 20 мс, 35 мс, 60 мс.
• ХРОМ (версия 44): 25 мс, 150 мс, 75 мс.

Так что обычный JavaScript выигрывает в обоих браузерах. Наличие аннотаций, требуемых asm.js, ухудшает производительность в 3 раза в обоих случаях. Кроме того, наличие «использования asm»; директива имеет очевидный эффект - она ​​немного помогает Firefox, и Chrome на коленях!

Кажется странным, что просто добавление побитовых операторов должно вносить трехкратное ухудшение производительности, которое невозможно преодолеть, сообщив браузеру использовать asm.js. Кроме того, почему использование браузера для использования asm.js незначительно влияет на Firefox и полностью обходит Chrome?

Answer 1

На самом деле asm.js не был создан для написания кода вручную, но только в результате компиляции с других языков. Насколько я знаю, нет инструментов, которые проверяют код asm.js. Вы пытались написать код на языке C lang и использовать Emscripten для генерации кода asm.js? Я сильно подозреваю, что результат будет совсем другим и оптимизирован для asm.js.

Я думаю, что смешивание типизированных и нетипизированных vars вы только добавляете сложность без каких-либо преимуществ. Напротив, «asm.js» код является более сложным: я пытался разобрать asm.js и простые функции на jointjs.com/demos/javascript-ast и результаты:

• равнина JS функция имеет 137 узлов и 746 лексем
• функция asm.js имеет 235 узлов и 1252 жетонов

Я бы сказал, что если у вас есть несколько команд для выполнения в каждом цикле он легко будет медленнее.

Answer 2

Существует некоторая стоимость исправления для переключения контекстов asm.js. В идеале вы делаете это один раз и запускаете весь свой код в своем приложении как asm.JS. Затем вы можете управлять памятью с помощью типизированных массивов и избегать множества сборщиков мусора. Я бы предложил переписать профилировщик и измерить asm.js в asm.js - без переключения контекста.