如果你在资源管理器中将一些东西从磁盘A复制到磁盘B, Windows使用DMA。这意味着对于大多数的复制过程，CPU基本上什么也不做，只是告诉磁盘控制器在哪里放置数据，并从哪里获取数据，从而消除了整个链中的一个步骤，而且这个步骤根本不适合移动大量数据(我指的是硬件)。

你所做的事情涉及到CPU很多。 我想给你指出“一些计算来填充[]”部分。我认为这是必要的。你生成一个[]，然后你从一个[]复制到一个输出缓冲区(这就是fstream::write所做的)，然后你再次生成，等等。

怎么办呢?多线程!(我希望你有一个多核处理器)

叉。 使用一个线程生成一个[]数据 使用另一个将a[]中的数据写入磁盘 您将需要两个数组a1[]和a2[]，并在它们之间进行切换 您将需要在线程(信号量、消息队列等)之间进行某种同步。 使用较低级别的、无缓冲的函数，比如Mehrdad提到的WriteFile函数

如果你想快速写入文件流，那么你可以让stream读缓冲区更大:

wfstream f;
const size_t nBufferSize = 16184;
wchar_t buffer[nBufferSize];
f.rdbuf()->pubsetbuf(buffer, nBufferSize);

此外，当向文件写入大量数据时，逻辑扩展文件大小有时比物理扩展文件大小更快，这是因为在逻辑扩展文件时，文件系统在写入之前不会将新空间归零。明智的做法是在逻辑上对文件进行比实际需要更多的扩展，以防止大量的文件扩展。在Windows上通过调用SetFileValidData或xfsctl在XFS系统上使用XFS_IOC_RESVSP64支持逻辑文件扩展名。

我发现std::stream/FILE/device之间没有区别。 在缓冲和非缓冲之间。

还要注意:

SSD驱动器“倾向于”变慢(更低的传输速率)，因为它们被填满了。 SSD驱动器“倾向于”变慢(更低的传输速率)，因为它们变老了(因为没有工作位)。

我看到代码在63秒内运行。 因此传输速率为:260M/s(我的SSD看起来比你的快一点)。

64 * 1024 * 1024 * 8 /*sizeof(unsigned long long) */ * 32 /*Chunks*/

= 16G
= 16G/63 = 260M/s

我从std::fstream移动到FILE*没有增加。

#include <stdio.h>

using namespace std;

int main()
{
    
    FILE* stream = fopen("binary", "w");

    for(int loop=0;loop < 32;++loop)
    {
         fwrite(a, sizeof(unsigned long long), size, stream);
    }
    fclose(stream);

}

因此，c++流的工作速度与底层库所允许的一样快。

但我认为将操作系统与构建在操作系统之上的应用程序进行比较是不公平的。应用程序不能做任何假设(它不知道驱动器是SSD)，因此使用操作系统的文件机制进行传输。

而操作系统不需要做任何假设。它可以告诉所涉及的驱动器的类型，并使用最佳的技术来传输数据。在这种情况下，是直接内存到内存的传输。试着写一个程序，把80G从内存的一个位置复制到另一个位置，看看有多快。

Edit

我修改了我的代码，以使用较低级别的调用: 没有缓冲。

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>


const unsigned long long size = 64ULL*1024ULL*1024ULL;
unsigned long long a[size];
int main()
{
    int data = open("test", O_WRONLY | O_CREAT, 0777);
    for(int loop = 0; loop < 32; ++loop)
    {   
        write(data, a, size * sizeof(unsigned long long));
    }   
    close(data);
}

这没什么区别。

注意:我的驱动器是SSD驱动器，如果你有一个普通的驱动器，你可能会看到上面两种技术之间的区别。但正如我所期望的那样，非缓冲和缓冲(当写入大于缓冲区大小的大块时)没有区别。

编辑2:

你试过用c++复制文件的最快方法吗

int main()
{
    std::ifstream  input("input");
    std::ofstream  output("ouptut");

    output << input.rdbuf();
}

按顺序尝试以下方法:

Smaller buffer size. Writing ~2 MiB at a time might be a good start. On my last laptop, ~512 KiB was the sweet spot, but I haven't tested on my SSD yet. Note: I've noticed that very large buffers tend to decrease performance. I've noticed speed losses with using 16-MiB buffers instead of 512-KiB buffers before. Use _open (or _topen if you want to be Windows-correct) to open the file, then use _write. This will probably avoid a lot of buffering, but it's not certain to. Using Windows-specific functions like CreateFile and WriteFile. That will avoid any buffering in the standard library.

最好的解决方案是使用双缓冲实现异步写入。

看看时间轴:

------------------------------------------------>
FF|WWWWWWWW|FF|WWWWWWWW|FF|WWWWWWWW|FF|WWWWWWWW|

“F”表示填充缓冲区的时间，“W”表示将缓冲区写入磁盘的时间。所以问题是在写缓冲区到文件之间浪费时间。然而，通过在一个单独的线程上实现写入，你可以像这样立即开始填充下一个缓冲区:

------------------------------------------------> (main thread, fills buffers)
FF|ff______|FF______|ff______|________|
------------------------------------------------> (writer thread)
  |WWWWWWWW|wwwwwwww|WWWWWWWW|wwwwwwww|

F -填充第一个缓冲区 F -填充第二缓冲区 写入文件的第一个缓冲区 写入第二个缓冲区文件 _ -等待操作完成

当填充缓冲区需要更复杂的计算(因此需要更多时间)时，使用缓冲区交换的这种方法非常有用。 我总是实现一个CSequentialStreamWriter类，它隐藏了异步写入，所以对于最终用户来说，接口只有写入函数。

缓冲区大小必须是磁盘集群大小的倍数。否则，通过将一个缓冲区写入两个相邻的磁盘集群，您将最终获得较差的性能。

正在写入最后一个缓冲区。 当您最后一次调用Write函数时，必须确保当前正在被填充的缓冲区也应该写入磁盘。因此CSequentialStreamWriter应该有一个单独的方法，比如Finalize(最后的缓冲区刷新)，它应该把最后一部分数据写入磁盘。

错误处理。 当代码开始填充第二个缓冲区时，第一个缓冲区正在另一个线程上写入，但是由于某种原因写入失败了，主线程应该知道这个失败。

------------------------------------------------> (main thread, fills buffers)
FF|fX|
------------------------------------------------> (writer thread)
__|X|

让我们假设CSequentialStreamWriter的接口有Write函数返回bool值或抛出异常，因此在一个单独的线程上有一个错误，你必须记住那个状态，所以下次你在主线程上调用Write或finalize时，该方法将返回False或抛出异常。在什么时候停止填充缓冲区并不重要，即使在失败后提前写入了一些数据，文件很可能会损坏并且无用。

您是否可以使用FILE*来代替，并衡量您所获得的性能? 有几个选项是使用fwrite/write而不是fstream:

#include <stdio.h>

int main ()
{
  FILE * pFile;
  char buffer[] = { 'x' , 'y' , 'z' };
  pFile = fopen ( "myfile.bin" , "w+b" );
  fwrite (buffer , 1 , sizeof(buffer) , pFile );
  fclose (pFile);
  return 0;
}

如果你决定使用write，试试类似的方法:

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main(void)
{
    int filedesc = open("testfile.txt", O_WRONLY | O_APPEND);

    if (filedesc < 0) {
        return -1;
    }

    if (write(filedesc, "This will be output to testfile.txt\n", 36) != 36) {
        write(2, "There was an error writing to testfile.txt\n", 43);
        return -1;
    }

    return 0;
}

我还建议你研究一下内存映射。这可能就是你的答案。有一次我不得不处理一个20GB的文件，把它存储在数据库中，而这个文件甚至没有打开。因此，解决方案是利用内存映射。不过我在Python中做到了。