Optimisation
Algorithmes et bibliothèques
Le choix des bons algorithmes et des bonnes bibliothèques mis en œuvre par une application a un impact majeur sur le comportement et les performances de cette dernière.
- Il est impératif que la complexité (Big-O) et l’évolutivité (scalability) des algorithmes soient en adéquation avec les contraintes imposées au système,
- Il faut choisir la bonne structure de données. L’emploi d’une collection de type vecteur est tout à fait approprié pour des accès avec indices, mais peut s’avérer catastrophique si l’on doit faire des recherches aléatoires. Dans ce cas, un container de type set ou map serait probablement plus approprié.
Lors d’utilisation de boucles, il est également important de bien choisir le type de boucle ainsi que l’ordre d’évaluation des conditions, par exemple :
for (int i=0; i<=expr(); i++) do_something();
Cette implémentation peut s’avérer très gourmande suivant la complexité de
expr() qui est évalué à chaque itération. Voici une meilleure implémentation :
for (int i=expr(); i>=0; --i) do_something();
Il en va de même avec les services de l’OS, des bibliothèques standard et des appels système.
Options du compilateur
Les compilateurs modernes offrent un grand d’options d’optimisation avec une granularité très fine.
Ces options sont généralement regroupées en 3 ou 4 catégories, par exemple avec le
compilateur de GNU de -O0 à -O3, -O0 ne propose aucune optimisation, tandis
que -O3 offre le niveau le plus élevé.
Les options offrant une très forte optimisation sont optimales pour les performances, mais rendent le débogage des applications souvent très difficile.
L’option -O2 est très couramment utilisée.
GCC propose aussi une option -Og, laquelle devrait déjà offrir un bon degré
d’optimisation, mais ne pas trop péjorer le débogage.
Optimisation - microprocesseur
Les compilateurs génèrent normalement un code extrèmement performant pour les diverses architectures de processeurs. Cependant dans certaines parties critiques du système il peut s’avérer très important de bien connaître les caractéristiques du microprocesseur et les conventions d’appel de fonction.
Par exemple avec les processeurs ARM le code généré pour des variables de 32 bits est plus performant que celui 16 ou 8 bits.
Les accès à la mémoire principale et à la mémoire cache ainsi que l’utilisation du pipeline influencent également les performances du système.
Optimisation - microprocesseur vs SoC
Il existe actuellement une très grande variété de microprocesseurs
Il est courant de trouver des machines multi-cœurs dans des systèmes embarqués modernes et exigeants en performances
Ces nouvelles machines disposent aussi régulièrement de coprocesseurs et/ou contrôleurs spécialisés pour décharger la CPU, par exemple GPU, NEON, crypto, …
