同优化配置下Linux编译C++程序比Windows慢的原因与优化问询

如有需要，可通过GitHub获取原始代码，也可在编辑历史中找到复现问题所做的完整精确修改及程序日志（这些细节会使问题偏离重点）。

正如原始问题所述，我专门测量了实际耗时（挂钟时间），Windows下为20秒，Linux下为60秒。我用手机秒表确认了这一结果。我的唯一问题是：为何启用相同优化特性的程序在Linux上比Windows慢这么多？

我尝试在Linux上运行某GitHub代码，发现其运行速度比Windows慢2到3倍。使用官方输入示例data/BS_1000_torus.xyz，Windows下耗时约20秒，Linux下耗时约60秒**（我用手机秒表确认了这一结果）**。我正尝试调整编译配置，使Linux下的运行性能与Windows持平，以下是详细说明：

Windows环境下： #

我严格遵循README中的步骤（启用AVX2、快速浮点运算及OpenMP），使用vcpkg和VS2022编译项目。运行BS_1000_torus耗时约20秒（经秒表确认）。

Linux环境下： #

在Linux上，我对CMakeLists.txt做了以下修改以启用README中提及的关键特性：

• 移除CMakeLists.txt中的vcpkg工具链指定
• 在set(CMAKE_BUILD_TYPE RELEASE)后添加set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -mavx2 -fopenmp -pthread -Ofast")，以启用README中提到的特性

随后我使用cmake和make编译：

mkdir build
cd build
cmake ..
make -j

cmake输出如下：

-- The C compiler identification is GNU 9.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 9.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- 3.3.9
-- Found Boost: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/cmake/Boost-1.71.0/BoostConfig.cmake (found version "1.71.0")  
-- BOOST FOUNDED
-- Using header-only CGAL
-- Targeting Unix Makefiles
-- Using /usr/bin/c++ compiler.
-- Found GMP: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgmp.so  
-- Found MPFR: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libmpfr.so  
-- Found Boost: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/cmake/Boost-1.71.0/BoostConfig.cmake (found suitable version "1.71.0", minimum required is "1.66")  
-- Boost include dirs: /usr/include
-- Boost libraries:    
-- Performing Test CMAKE_HAVE_LIBC_PTHREAD
-- Performing Test CMAKE_HAVE_LIBC_PTHREAD - Failed
-- Check if compiler accepts -pthread
-- Check if compiler accepts -pthread - yes
-- Found Threads: TRUE  
-- Using gcc version 4 or later. Adding -frounding-math
-- Build type: RELEASE
-- USING CXXFLAGS = ' -mavx2 -fopenmp -pthread -Ofast -O3 -DNDEBUG'
-- USING EXEFLAGS = ' '
-- Found OpenMP_C: -fopenmp (found version "4.5") 
-- Found OpenMP_CXX: -fopenmp (found version "4.5") 
-- Found OpenMP: TRUE (found version "4.5")  
-- Configuring done (1.2s)
-- Generating done (0.0s)
-- Build files have been written to: /home/user/3dlab/GCNO-master/build

运行与Windows实验相同的模型耗时约64秒（经秒表确认）。

系统配置： #

• 两次测试在同一台电脑（双系统启动，非WSL）上进行，CPU为Intel(R) Core(TM) i9-10900X @ 3.70GHz（10核，每核2线程）。我在int main开头设置了omp_set_num_threads(20);
• Windows系统：Windows 10
• Linux系统：5.15.0-88-generic #98~20.04.1-Ubuntu

问题： #

• 为何即使在Linux上启用了所有能想到的优化标志，运行时间（实际耗时）仍差异巨大（Windows 20秒 vs Linux 60秒）？为何启用相同特性（AVX2、OpenMP）编译后运行时间差异如此之大？
• 如何调整编译配置使Linux下的运行速度与Windows持平？是否存在Windows自动启用但Linux需手动开启的优化项？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ihdv