• Процессор i5 2500 (4 ядра без гипертрейдинга) и Unity2019.3.0f1
• Каждый GameObject каждый кадр…
  
  А) перемещается по квадратичной кривой Безье в течение 10 минут от начальной точки до конечной.
  
  B) рассчитывает свой квадратный коллайдер (box 10fх10f), где используется math.sincos, math.asin, math.sqrt (одинаковые, достаточно сложные расчеты для всех тестов).
  
• Объекты до замеров FPS выставляются в случайных позициях в рамках зоны 720fх1280f и двигаются к случайной точке в этой зоне.
• Всё тестируется в релизе в IL2CPP на PC
• Тесты записываются спустя несколько секунд после запуска, чтобы все стартовые предварительные расчеты и включение систем Unity не влияли на FPS. По этим же причинам показан только код апдейта каждого кадра.
• Объекты не имеют визуального отображения в релизе, чтобы работа рендера не влияла на FPS.

Позиции тестирования и код апдейта

1. MonoBehaviour sequential (условная маркировка).
   На объект «повешен» скрипт MonoBehaviour, в апдейте которого происходит расчет позиции, коллайдера и перемещение самого себя.
   
   
   Код апдейта

       void Update()
       {
   	    // расчет новой точки
   	    var velocityToOneFrame = velocityToOneSecond * Time.deltaTime;
   	    observedDistance += velocityToOneFrame;
   	    var t = observedDistance / distanceFull;
   	    if (t > 1f) t = 1f;
   	    var newPos = t.CalculateBesierPos(posToMove.c0, posToMove.c2,posToMove.c1);
   	    
   	    // Обновление коллайдера
   	    obj.properties.c0 = newPos;
   	    var posAndSize = new float2x2
   	    {
   		    c0 = newPos,
   		    c1 = obj.collBox.posAndSize.c1
   	    };
   	    obj.collBox = obj.entity.NewCollBox(posAndSize, new float2(10f, 10f), obj.rotation.ToEulerAnglesZ());
   
           // перемещение на новую позицию
           tr.position = new Vector3(newPos.x, newPos.y);
   
   #if UNITY_EDITOR
   	    DebugDrowBox(obj.collBox, Color.blue, Time.deltaTime);
   #endif
       }
   

   
   
2. Actors sequential на компонент-классах без распараллеливания.
   
   
   Код апдейта

   
   	public void Tick(float delta)
   	{
   		foreach (ent entity in groupMoveBezier)
   		{
   			var cMoveBezier = entity.ComponentMoveBezier_noJob();
   			var cObject = entity.ComponentObject();
   			ref var obj = ref cObject.obj;
   			
   			// расчет новой точки
   			var velocityToOneFrame = cMoveBezier.velocityToOneSecond * delta;
   			cMoveBezier.observedDistance += velocityToOneFrame;
   			var t = cMoveBezier.observedDistance / cMoveBezier.distanceFull;
   			if (t > 1f) t = 1f;
   			var newPos = t.CalculateBesierPos(cMoveBezier.posToMove.c0, cMoveBezier.posToMove.c2,cMoveBezier.posToMove.c1);
   			
   			// Обновление коллайдера
   			obj.properties.c0 = newPos;
   			var posAndSize = new float2x2
   			{
   				c0 = newPos,
   				c1 = obj.collBox.posAndSize.c1
   			};
   			obj.collBox = obj.entity.NewCollBox(posAndSize, new float2(10f, 10f), obj.rotation.ToEulerAnglesZ());
   			
   			// перемещение на новую позицию
   			cObject.tr.position = new Vector3(newPos.x, newPos.y, 0); 
   			
   #if UNITY_EDITOR
   			DebugDrowBox(obj.collBox, Color.blue, Time.deltaTime);
   #endif
   		}
   	}
   

   
   
3. Actors + Jobs + Burst
   
   Расчет и перемещение в Jobs из библиотек Unity.Jobs 0.1.1, Unity.Burst 1.1.2.
   Safety Checks — off
   Editor Attaching — off
   JobsDebbuger — off
   Для нормальной работы IJobParallelForTransform все перемещаемые объекты имеют «объекта-родителя» (до 255 штук объектов в каждом «родителе» по рекомендации для максимальной производительности).
   
   Код апдейта

   	public void Tick(float delta)
   	{
   		if (index <= 0) return;
   		
   		handlePositionUpdate.Complete();
   		
   #if UNITY_EDITOR
   		for (var i = 0; i < index; i++)
   		{
   			var obj = nObj[i];
   			DebugDrowBox(obj.collBox, Color.blue, Time.deltaTime);
   		}
   #endif	
   		
   		jobPositionUpdate.nSetMove = nSetMove;
   		jobPositionUpdate.nObj = nObj;
   		jobPositionUpdate.deltaTime = delta;
   		handlePositionUpdate = jobPositionUpdate.Schedule(transformsAccessArray);
   	}
   }
   
   
   [BurstCompile]
   struct JobPositionUpdate : IJobParallelForTransform
   {
   	public NativeArray<SetMove> nSetMove;
   	public NativeArray<Obj> nObj;
   	[Unity.Collections.ReadOnly] public float deltaTime;
   	
   	public void Execute(int index, TransformAccess transform)
   	{
   		var setMove = nSetMove[index];
   		var velocityToOneFrame = nSetMove[index].velocityToOneSecond * deltaTime;
   		
   		// расчет новой точки
   		setMove.observedDistance += velocityToOneFrame;
   		var t = setMove.observedDistance / setMove.distanceFull;
   		if (t > 1f) t = 1f;
   		var newPos = t.CalculateBesierPos(setMove.posToMove.c0, setMove.posToMove.c2,setMove.posToMove.c1);
   		nSetMove[index] = setMove;
   		
   		// Обновление коллайдера
   		var obj = nObj[index];
   		obj.properties.c0 = newPos;
   		var posAndSize = new float2x2
   		{
   			c0 = newPos,
   			c1 = obj.collBox.posAndSize.c1
   		};
   		obj.collBox = obj.entity.NewCollBox(posAndSize, new float2(10f, 10f), obj.rotation.ToEulerAnglesZ());
   		nObj[index] = obj;		
   		
   		// перемещение на новую позицию
   		transform.position = (Vector2) newPos;
   	}
   }
   
   
   public struct SetMove
   {
   	public float2x3 posToMove;
   	public float distanceFull;
   	public float velocityToOneSecond;	
   	public float observedDistance;
   }
   

4. Actors + Parallel.For
   
   Вместо обычного цикла For по группе перемещающихся сущностей, используется Parallel.For из библиотеки System.Threading.Tasks. Он производит расчеты новой позиции и коллайдера в параллельных потоках. Перемещение объекта осуществляется в соседней группе.
   
   
   Код апдейта

   	public void Tick(float delta)
   	{
   		Parallel.For(0, groupMoveBezier.length, i =>
   		{
   			ref var entity = ref groupMoveBezier[i];
   			var cMoveBezier = entity.ComponentMoveBezier_actorsParallel();
   			ref var obj = ref entity.ComponentObject().obj;
   
   			// расчет новой точки
   			var velocityToOneFrame = cMoveBezier.velocityToOneSecond * delta;
   			cMoveBezier.observedDistance += velocityToOneFrame;
   			var t = cMoveBezier.observedDistance / cMoveBezier.distanceFull;
   			if (t > 1f) t = 1f;
   			var newPos = t.CalculateBesierPos(cMoveBezier.posToMove.c0, cMoveBezier.posToMove.c2,cMoveBezier.posToMove.c1);
   
   			// обновление коллайдера
   			obj.properties.c0 = newPos;
   			var posAndSize = new float2x2
   			{
   				c0 = newPos,
   				c1 = obj.collBox1.posAndSize.c1
   			};
   			obj.collBox1 = obj.entity.NewCollBox(posAndSize, new float2(10f, 10f), obj.rotation.ToEulerAnglesZ());
   		});
   			
   		// перемещение на новую позицию
   		foreach (ent entity1 in groupMoveBezier)
   		{
   			var cObject = entity1.ComponentObject();
   			cObject.tr.position = new Vector3(cObject.obj.properties.c0.x, cObject.obj.properties.c0.y, 0); 
   			
   #if UNITY_EDITOR
   			DebugDrowBox(cObject.obj.collBox1, Color.blue, Time.deltaTime);
   #endif				
   		}
   	}
   

Тестирование с перемещением[1]:

500 объектов

1. MonoBehaviour sequential:
   
   
2. Actors sequential:
   
   
3. Actors + Jobs + Burst:
   
   
4. Actors + Parallel.For:
   
   

5000 объектов

1. MonoBehaviour sequential:
   
   
2. Actors sequential:
   
   
3. Actors + Jobs + Burst:
   
   
4. Actors + Parallel.For:
   
   

50000 объектов

1. MonoBehaviour sequential:
   
   
2. Actors sequential:
   
   
3. Actors + Jobs + Burst:
   
   
4. Actors + Parallel.For:
   
   

Actors + Threaded (встроенное в Actors распараллеливание на System.Threading)

    public void Tick(float delta)
    {
      groupMoveBezier.Execute(delta);

      for (int i = 0; i < groupMoveBezier.length; i++)
      {
        ref var cObject = ref groupMoveBezier.entities[i].ComponentObject();
        cObject.tr.position = new Vector3(cObject.obj.properties.c0.x, cObject.obj.properties.c0.y, 0);
        #if UNITY_EDITOR
        DebugDrowBox(cObject.obj.collBox, Color.blue, Time.deltaTime);
        #endif
      }
    }
    static void HandleCalculation(SegmentGroup segment)
    {
      for (int i = segment.indexFrom; i < segment.indexTo; i++)
      {
        ref var entity      = ref segment.source.entities[i];
        ref var cMoveBezier = ref entity.ComponentMoveBezier();
        ref var cObject     = ref entity.ComponentObject();
        ref var obj         = ref cObject.obj;
        
        
        // расчет новой точки
        var velocityToOneFrame = cMoveBezier.velocityToOneSecond * segment.delta;
        cMoveBezier.observedDistance += velocityToOneFrame;
        var t         = cMoveBezier.observedDistance / cMoveBezier.distanceFull;
        if (t > 1f) t = 1f;
        var newPos    = t.CalculateBesierPos(cMoveBezier.posToMove.c0, cMoveBezier.posToMove.c2, cMoveBezier.posToMove.c1);

        // обновление коллайдера
        obj.properties.c0 = newPos;
        var posAndSize = new float2x2
        {
          c0 = newPos,
          c1 = obj.collBox.posAndSize.c1
        };
        obj.collBox = obj.entity.NewCollBox(posAndSize, new float2(10f, 10f), obj.rotation.ToEulerAnglesZ());
      }
    }

Заключение

• Во всех случаях FPS в Actors без Parallel.For увеличивается примерно в два раза, а с ним — в три раза по сравнению с MonoBehaviour sequential. С увеличением математических расчетов эти пропорции сохраняются.
• Для меня дополнительное преимущество ECS Actors перед MonoBehaviour sequential в том, что дающее прибавку к скорости распараллеливание вычислений добавляется элементарно.
• Использование Actors + Jobs + Burst повышает FPS примерно в десять раз, по сравнению с MonoBehaviour sequential
• Надо признать, что такой прирост в FPS в большей степени заслуга Burst. Само собой, для его нормальной работы нужно использовать типы данных из Unity.Mathematics (к примеру, Vector3 заменяем на float3)
  И очень важно: чтобы на моем процессоре с 50000 объектами на экране поднять FPS с до !
  Нужно соблюдать следующие пункты:
  1)Если в расчетах можно обойтись без библиотеки, то лучше ее не использовать(красный маркер — плохо, зеленый — хорошо)
  
  2)Нельзя использовать библиотеку Mathf — только math, иначе burst не сможет векторизировать и обработать данные.
  
  
• Судя по нескольким сторонним тестам MonoBehaviour sequential с 50000 объектами показывает везде одинаковые ~50fps. А вот работа на Actors + Jobs или Threaded сильно отличается.
  Также, чем более современный процессор, тем полезнее работу разбивать на несколько «вложенных в очередь» Jobs: расчет позиции, коллайдера, перемещение на позицию.
  Можно скачать тестовую программу и сравнить работу Actors+Jobs+Burst [один Job] с Actors+Jobs+Burst [четыре Job]. (На моем процессоре с четырьмя ядрами без гипертрейдинга первый тест быстрее на -0.2ms при 50000 объектов)
• Эффективность ECS зависит от количества дополнительных элементов (рендер, физика Unity и т. д.).

Исходник тестов

> Репозиторий