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SoA

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SoAと Array of Structures (AoS) は、データをメモリ上にどう配置するかという観点での設計パターンです。特に数値計算・ゲーム・機械学習など、大量のデータを同じ処理で扱う場面で重要な考え方です。

概要

SoA は、各フィールドごとに独立した配列を持ちます。

code:cpp

struct Particles {

float x3;

float y3;

float z3;

float velocity3;

};

Particles particles = {

{1.0, 4.0, 7.0},

{2.0, 5.0, 8.0},

{3.0, 6.0, 9.0},

{0.5, 0.6, 0.7}

};

メモリ上ではこうなります：

code:_

特徴

各属性が連続しているため、キャッシュ効率が良く、SIMD 命令で並列化しやすい。

「全ての x を一気に処理」など、同種データをまとめて計算する場合に圧倒的に高速。

一方で、個々の「粒子」単位で扱う処理（例えば 1 個をコピーするなど）は扱いづらい。

⚙️ 比較まとめ

table:_

観点 Array of Structures (AoS) Structure of Arrays (SoA)

メモリ配置各オブジェクトごとにすべての属性属性ごとに独立した配列

キャッシュ効率劣る（アクセス分散）良い（連続アクセス）

SIMD最適化難しい容易

コードの分かりやすさ高い低い（抽象化が必要）

オブジェクト単位操作得意不得意

属性単位操作不得意得意

🧠 まとめ

AoS は「扱いやすさ・自然さ」

SoA は「性能・効率」

どちらを選ぶかは、「どんなアクセスパターンが多いか」で決まる。