我有一个带有 X 粒子的粒子系统。每个粒子测试与其他粒子的碰撞。这给出了每帧 X*X = X^2 碰撞测试。对于 60f/s，这对应于每秒 60*X^2 次碰撞检测。
这些密集计算的最佳技术方法是什么？我应该使用 F#、C、C++ 还是 C#，还是其他什么？
以下是约束
最后一个约束可能很奇怪，所以让我解释一下。不管约束 3，给定一个具有巨大计算需求的问题，解决该问题的最佳方法是什么。算法减少了问题；仍然相同的算法可能会因技术而异。考虑 CLR 与原生 C 的优缺点。
您可能应该考虑在 GPU 上使用 CUDA、OpenCL 或 DirectX 计算着色器之类的东西来执行此操作。
简单的答案是“测量它”。但是看看这张图（我从这个问题中借来的——值得你一读）。
C++ 可能比 MS 的 C# 实现快 10%（对于这个特定的计算），并且比 Mono 的 C# 实现还要快。但在现实世界中，C++ 并不比C# 快多少。
如果您正在进行核心数字运算，您将需要使用 CPU 的SIMD / SSE单元。这是 C# 通常不支持的东西 - 但 Mono 正在添加对 through 的支持Mono.Simd。从图中可以看出，使用 SIMD 单元可以显着提升两种语言的性能。
（值得注意的是，虽然 C++ 仍然比 C#“更快”，但与选择使用的硬件相比，语言的选择对性能的影响很小。正如评论中提到的 - 您选择的算法将迄今为止最大的影响。）
最后，正如 Jerry Coffin 在他的回答中提到的，你也可以在 GPU 上进行处理。我想它会比 SIMD 更快（但正如我所说 - 测量它）。使用 GPU 的额外好处是让 CPU 可以自由地执行其他任务。缺点是您的最终用户将需要一个合理的 GPU。
Sweep and prune 是一种广泛的相位碰撞检测算法，可能非常适合这项任务。如果您可以利用时间相干性，即从帧到帧的位置差异通常很小，则可以减少处理。关于该主题的一本好书是“实时碰撞检测”。
为了简单的加速，您可以先按一个轴排序，然后循环检查该轴上的碰撞，然后再进行全面检查...对于每个粒子，您只需要在数组中进一步查看，直到找到一个不存在的粒子在该轴上发生碰撞，然后您可以移动到下一个。