PCは一体一瞬の間にどれほどの処理を行えるのか。

[namari]

なんだかふわっとした質問で申し訳ありません。
今回は現在のところそこまで困っていないのですが、興味と後学のためにお願い致します。

コード:

#define WIDTH 55
#define HEIGHT 35
		for(i=0;i<=(HEIGHT-2)*(WIDTH-2);i++){//ここの処理すごく大きい。（初期設定でだいたい300万回中身を処理する）
			for (m=0; m<=HEIGHT-1; m++) {
			        for (n=0; n<=WIDTH-1; n++) {
						if(last_block[m][n]==2){
							if(last_block[m+1][n]==1){last_block[m+1][n]=2;}
							if(last_block[m-1][n]==1){last_block[m-1][n]=2;}
							if(last_block[m][n+1]==1){last_block[m][n+1]=2;}
							if(last_block[m][n-1]==1){last_block[m][n-1]=2;}
						}
			        }
			}
		}

このようにfor文にfor文を重ね、PCに悪そうな処理を作りました。（普通にプレイして5分に一回ほど行なう処理）
そもそもこの処理自体大きすぎた、後で小さくしようと思いつつのテスト・デバッグだったのですが、
恐ろしいことにこの処理で一切止まること無く、最後まで処理しきってしまいました。

この結果が僕のPCに依存しているのは分かります。
しかし、ゲームを公開すると色んなスペックのPCがプレイすると思います。
PCを1つしか持っていないのでテストもできません。

そこで今回聞きたいのは、1フレームの間に大したスペックのないPCが安定して出来る処理とは何行ぐらいなんでしょうか。
（明らかにその一行の処理の内容にかなり左右されそうですので、簡単のためにその一行はただの代入処理ということで。）
そして、上記の作業はその安全圏にいるのでしょうか。

条件が曖昧も曖昧なので曖昧で構いません、安全圏の処理数を教えて下さい・・・。

[softya（ソフト屋)]

それは具体的には難しいです。ご自身で言われる通り環境にすごく依存します。

>恐ろしいことにこの処理で一切止まること無く、最後まで処理しきってしまいました。

細かい環境など不明ですがどういう異常事態で止まると思われたのでしょうか？

[taketoshi]

PCの演算能力はCPUの演算能力とメモリのアクセス速度で決まるんでしょうが。
昨今のPCじゃ300万回くらいじゃ一瞬で処理しちゃうんですね。

試しに以下のコードを走らせたところ終了まで5秒位かかりました。試行回数は30億回です。

コード:

// aetes.cpp : コンソール アプリケーションのエントリ ポイントを定義します。
//

#include "stdafx.h"


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

	int x = 0;
	for(int i = 0;i < 3000000000;++i){
		x++;
	}
	return 0;
}

ただ。ここにprintf命令を入れ結果をディスプレイに表示しようものなら
表示に時間がかかり何時間かかるか見当もつきませぬ。

[namari]

>softya（ソフト屋) さん
止まるというのは表現がおかしかったですね。
1フレームで処理しきれないことによる処理落ちがなかったんです。
（本当は少しあったのかもしれませんが、反射神経の問題で捉えられませんでした。
まあそれほど一瞬だったという意味です。）

[softya（ソフト屋)]

速度の話で、その要素というのが大事です。
ＰＣの中に閉じた処理の中で一番遅いのはファイル処理ですが、それを除くとしてメモリへのアクセスが次に遅い処理でどれだけの範囲のメモリにアクセスを１フレーム内に行うかで速度は大きく左右されます。
ＣＰＵにはキャッシュがあるので狭い範囲のメモリアクセスはキャッシュが速度差を吸収してしまいますからテストコードでは検証が難しいのです。
メモリへのアクセスは命令とデータが有り、それぞれＣＰＵ種類ごとにキャッシュや命令プリフェッチ、命令パイプラインなどアーキテクチャが違うので厳密には問えません。
大体の値は実際に近い処理か本物で実測してみるしかありません。

[namari]

>taketoshiさん
なるほど・・・これで少なくともtaketoshiさんのPCで30fpsのゲームをするとして、
x++;の処理に関しては30億回:5秒 30億回:150フレーム 2000万回:1フレームというわけで、
2000万回以下までは問題なくできそうになるわけですね。

しかし、taketoshiさん、softya（ソフト屋)さんの仰る通り、いくつもの要素で左右されるようですね。
結論としては、要求する最低スペックのPCで、今回行なう作業に関するtaketoshiさんのようなテストを行ない、(x++;を行う処理を他の処理に書き換えて)
上記のような計算から、大丈夫そうな回数の見積もりを立てるぐらいでしょうか・・・。
それでもsoftya（ソフト屋)さんの仰る通り、かなり誤差が大きそうなので、何回か試行を行ない、
その見積りから相当数小さくした値が安全に動作するだろう値といったところでしょうか。

[みけCAT]

実行回数は、具体的な行単位で計るよりもループ処理の回数で大雑把に見積もった方がいいと思います。
最近のPC(CPUクロック1GHz程度)では、1秒で大体1,000,000～10,000,000処理をできると考えると、大抵の場合うまくいくはずです。

[softya（ソフト屋)]

>taketoshiさん
なるほど・・・これで少なくともtaketoshiさんのPCで30fpsのゲームをするとして、
x++;の処理に関しては30億回:5秒 30億回:150フレーム 2000万回:1フレームというわけで、
2000万回以下までは問題なくできそうになるわけですね。

しかし、taketoshiさん、softya（ソフト屋)さんの仰る通り、いくつもの要素で左右されるようですね。
結論としては、要求する最低スペックのPCで、今回行なう作業に関するtaketoshiさんのようなテストを行ない、(x++;を行う処理を他の処理に書き換えて)
上記のような計算から、大丈夫そうな回数の見積もりを立てるぐらいでしょうか・・・。
それでもsoftya（ソフト屋)さんの仰る通り、かなり誤差が大きそうなので、何回か試行を行ない、
その見積りから相当数小さくした値が安全に動作するだろう値といったところでしょうか。

私からの意見は、ほぼ本物のゲームコードで検証しないと殆ど意味が無いです。
あとＧＰＵの処理も絡むのでＣＰＵだけで判断は意味が無いですよ。

[taketoshi]

製作中のSRPGで移動範囲を求める際に再帰関数を用いました。
2000万回も計算していないと思うのですが明らかに処理が止まった経験があります。
その時は無駄な演算をスルーするように実装し時間短縮を図りました。

>私からの意見は、ほぼ本物のゲームコードで検証しないと殆ど意味が無いです。
上記の経験から私もそう感じます。
結果を維持したまま軽いコードを書くというのも大事です。

[みけCAT]

製作中のSRPGで移動範囲を求める際に再帰関数を用いました。
2000万回も計算していないと思うのですが明らかに処理が止まった経験があります。
その時は無駄な演算をスルーするように実装し時間短縮を図りました。

再帰関数は計算量の見積もりが難しいと言われています。_[要出典]
おそらく、一度見たところを何度も見たのではないですか？
例えば、何も考えずに4方向に動く場合、N回動けるとすると1回の移動で4通り動けるので、
O(4^N)かかることになり、N=12で10,000,000を超えます。

>私からの意見は、ほぼ本物のゲームコードで検証しないと殆ど意味が無いです。
上記の経験から私もそう感じます。
結果を維持したまま軽いコードを書くというのも大事です。

例えば、今流行りの_[要出典]これですね。
新人女子プログラマの書いたコードを直すだけの簡単なお仕事です！｜paizaオンラインハッカソンVol.1

[taketoshi]

>>みけCATどの

正にご指摘の通りでした。
一度見たところを何度も上から計算していたので、
別途マス目をチェックしたかの配列を用意して
チェック済みならばそれ以降の処理をスキップするように実装しました。

・・・1000万超えてたんですね。