Argumentos para el rendimiento potencialmente mejor de Fortran:
* Diseñado para la computación numérica: Fortran fue diseñado específicamente para cálculos científicos y de ingeniería. Su sintaxis y semántica a menudo son más naturales para expresar este tipo de problemas. Las primeras versiones tenían soporte directo para números complejos, operaciones de matriz y otras características críticas para los códigos científicos.
* Optimización del compilador: Históricamente, los compiladores de Fortran han sido muy optimizados para operaciones numéricas, particularmente en la manipulación de matrices y la optimización de bucle. Los compiladores a menudo emplean técnicas como el desenrollado de bucle, la vectorización y la autolelización de manera más agresiva en Fortran. Estas optimizaciones explotan las capacidades de hardware como instrucciones SIMD (instrucciones individuales, datos múltiples) de manera más efectiva.
* Suposiciones de alias: Los compiladores de Fortran a menudo pueden hacer suposiciones más fuertes sobre el alias de memoria (cuando dos punteros pueden referirse a la misma ubicación de memoria). Fortran restringe el alias más por defecto que C. Esto permite al compilador reordenar y optimizar el código de manera más agresiva sin necesitar resultados incorrectos. En C, debe usar la palabra clave 'restringida' para lograr suposiciones de alias similares.
* Bibliotecas maduras: Fortran tiene una larga historia, y muchas bibliotecas numéricas altamente optimizadas como BLAS (subprogramas básicos de álgebra lineal), Lapack (paquete de álgebra lineal) y FFTW (transformación más rápida de Fourier en el oeste) están escritas en Fortran o tienen interfaces Fortran. Si bien estas bibliotecas también son accesibles desde C, usarlas directamente desde Fortran a veces puede conducir a una mejor integración y menos gastos generales.
Argumentos para el rendimiento potencialmente mejor de C (o al menos competitividad):
* Control de bajo nivel: C ofrece mucho control de grano más fino sobre la gestión de la memoria y los recursos de hardware. Los programadores calificados pueden explotar este control para optimizar el código para arquitecturas específicas, lo que puede superar a Fortran en algunos casos.
* compiladores modernos: Los compiladores C modernos también son altamente sofisticados y capaces de realizar muchas de las mismas optimizaciones que los compiladores de Fortran. La brecha en la optimización del compilador se ha reducido considerablemente a lo largo de los años.
* Bibliotecas de vectorización: C también tiene bibliotecas que proporcionan acceso a instrucciones de SIMD, como la intrínsecs de Intel y el neón de ARM. El uso de estos requiere más esfuerzo manual, pero puede conducir a un excelente rendimiento.
* Ecosistema más amplio: C tiene un ecosistema mucho más grande y más diverso de bibliotecas y herramientas. Esto puede ser una ventaja para las tareas que van más allá del cálculo numérico puro, como el procesamiento de datos, la E/S y la interacción con otros sistemas. C es a menudo una mejor opción cuando necesita integrar código numérico con otras partes de un sistema más grande.
* Gestión de memoria: Si bien la gestión de memoria implícita de Fortran a menudo es más fácil de usar, la gestión de memoria explícita de C (con `malloc` y` libre`) * puede * ser más eficiente en escenarios específicos, especialmente cuando se trata de estructuras de datos complejas. (Pero también hace que las filtraciones de memoria y otros errores relacionados con la memoria sean mucho más probables).
Consideraciones clave:
* La habilidad del programador: El factor más importante es a menudo la habilidad del programador. Un programa C bien escrito a menudo puede superar un programa de Fortran mal escrito y viceversa.
* El problema específico: El tipo de problema numérico que se está resolviendo es crucial. Fortran podría ser más adecuado para los cálculos grandes basados en matriz, mientras que C podría ser más eficiente para las tareas que requieren manipulación de memoria de grano fino o estructuras de datos complejas.
* El compilador y los indicadores de optimización: El compilador utilizado y los indicadores de optimización habilitados pueden tener un impacto significativo en el rendimiento. Experimente con diferentes compiladores y configuraciones de optimización para encontrar la mejor combinación para su código y hardware específico.
* Complejidad del código: Si bien el objetivo es el rendimiento optimizado, escribir el código de mejor rendimiento a menudo no es práctico debido a las limitaciones de tiempo. Por lo tanto, la elección entre C y Fortran a menudo depende de la compensación entre el rendimiento en bruto y la productividad del desarrollador.
En resumen:
* Históricamente, y para algunas tareas de computación científica específicas, Fortran tenía una ventaja de rendimiento, principalmente debido a una mejor optimización del compilador para el código numérico y menos problemas de alias. Muchas bibliotecas científicas más antiguas (e incluso algunas más nuevas) están escritas en Fortran.
* Los compiladores C modernos se están poniendo al día, y con una codificación cuidadosa y el uso de bibliotecas de vectorización, C puede lograr un rendimiento comparable o incluso superior, especialmente para problemas que requieren control o integración de bajo nivel con otros sistemas.
* La elección entre Fortran y C debe basarse en una evaluación exhaustiva del problema específico, la experiencia del programador, las bibliotecas disponibles y el nivel de rendimiento deseado.
Por lo tanto, no hay "ganador" definitivo. Es mejor comparar ambos idiomas para su aplicación específica para determinar cuál proporciona el mejor rendimiento en su contexto particular. Considere perfilar su código para identificar cuellos de botella y esfuerzos de optimización de enfoque donde tendrán el mayor impacto.