Argumenten voor de potentieel betere prestaties van Fortran:

* Ontworpen voor numeriek computergebruik: Fortran is speciaal ontworpen voor wetenschappelijke en technische berekeningen. De syntaxis en semantiek zijn vaak natuurlijker om dit soort problemen uit te drukken. Vroege versies hadden directe ondersteuning voor complexe getallen, array-bewerkingen en andere functies die cruciaal waren voor wetenschappelijke codes.

* Compileroptimalisatie: Fortran-compilers zijn van oudsher sterk geoptimaliseerd voor numerieke bewerkingen, met name bij arraymanipulatie en lusoptimalisatie. Compilers maken in Fortran vaak agressiever gebruik van technieken als lusafrollen, vectorisatie en automatische parallellisatie. Deze optimalisaties maken effectiever gebruik van hardwaremogelijkheden zoals SIMD-instructies (Single Instruction, Multiple Data).

* Aannames over aliasing: Fortran-compilers kunnen vaak sterkere aannames doen over geheugenaliasing (wanneer twee pointers naar dezelfde geheugenlocatie kunnen verwijzen). Fortran beperkt aliasing standaard meer dan C. Hierdoor kan de compiler de code agressiever herschikken en optimaliseren zonder het risico te lopen op onjuiste resultaten. In C moet u het sleutelwoord `restrict` gebruiken om vergelijkbare aliasing-aannames te bereiken.

* Volwassen bibliotheken: Fortran heeft een lange geschiedenis en veel sterk geoptimaliseerde numerieke bibliotheken zoals BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms), LAPACK (Linear Algebra PACKage) en FFTW (Fastest Fourier Transform in the West) zijn geschreven in Fortran of hebben Fortran-interfaces. Hoewel deze bibliotheken ook toegankelijk zijn vanuit C, kan het gebruik ervan rechtstreeks vanuit Fortran soms leiden tot betere integratie en minder overhead.

Argumenten voor de potentieel betere prestaties van C (of op zijn minst concurrentievermogen):

* Lage controle: C biedt veel fijnmaziger controle over geheugenbeheer en hardwarebronnen. Ervaren programmeurs kunnen deze controle benutten om code voor specifieke architecturen te optimaliseren, en in sommige gevallen mogelijk Fortran te overtreffen.

* Moderne compilers: Moderne C-compilers zijn ook zeer geavanceerd en kunnen veel van dezelfde optimalisaties uitvoeren als Fortran-compilers. De kloof in compileroptimalisatie is in de loop der jaren aanzienlijk kleiner geworden.

* Vectorisatiebibliotheken: C heeft ook bibliotheken die toegang bieden tot SIMD-instructies, zoals Intel's Intrinsics en ARM's NEON. Het gebruik hiervan vereist meer handmatige inspanning, maar kan tot uitstekende prestaties leiden.

* Breder ecosysteem: C heeft een veel groter en diverser ecosysteem van bibliotheken en tools. Dit kan een voordeel zijn voor taken die verder gaan dan puur numerieke berekeningen, zoals gegevensverwerking, I/O en interfaces met andere systemen. C is vaak een betere keuze als u numerieke code moet integreren met andere delen van een groter systeem.

* Geheugenbeheer: Hoewel het impliciete geheugenbeheer van Fortran vaak gemakkelijker te gebruiken is, kan het expliciete geheugenbeheer van C (met `malloc` en `free`) *in specifieke scenario's* efficiënter zijn, vooral als het om complexe datastructuren gaat. (Maar het maakt geheugenlekken en andere geheugengerelateerde bugs ook veel waarschijnlijker).

Belangrijke overwegingen:

* De vaardigheid van de programmeur: De belangrijkste factor is vaak de vaardigheid van de programmeur. Een goed geschreven C-programma kan vaak beter presteren dan een slecht geschreven Fortran-programma, en omgekeerd.

* Het specifieke probleem: Het type numeriek probleem dat wordt opgelost, is van cruciaal belang. Fortran is wellicht beter geschikt voor berekeningen op basis van grote arrays, terwijl C wellicht efficiënter is voor taken die fijnmazige geheugenmanipulatie of complexe datastructuren vereisen.

* De compiler- en optimalisatievlaggen: De gebruikte compiler en de ingeschakelde optimalisatievlaggen kunnen een aanzienlijke invloed hebben op de prestaties. Experimenteer met verschillende compilers en optimalisatie-instellingen om de beste combinatie voor uw specifieke code en hardware te vinden.

* Codecomplexiteit: Hoewel geoptimaliseerde prestaties het doel zijn, is het schrijven van de best presterende code vaak niet praktisch vanwege tijdgebrek. Daarom hangt de keuze tussen C en Fortran vaak af van de afweging tussen ruwe prestaties en de productiviteit van ontwikkelaars.

Samengevat:

* Historisch gezien, en voor bepaalde specifieke wetenschappelijke computertaken, had Fortran een prestatievoordeel, voornamelijk dankzij betere compileroptimalisatie voor numerieke code en minder aliasingproblemen. Veel oudere (en zelfs enkele nieuwere) wetenschappelijke bibliotheken zijn geschreven in Fortran.

* Moderne C-compilers zijn bezig met een inhaalslag, en met zorgvuldige codering en het gebruik van vectorisatiebibliotheken kan C vergelijkbare of zelfs superieure prestaties bereiken, vooral voor problemen die controle op laag niveau of integratie met andere systemen vereisen.

* De keuze tussen Fortran en C moet gebaseerd zijn op een grondige evaluatie van het specifieke probleem, de expertise van de programmeur, de beschikbare bibliotheken en het gewenste prestatieniveau.

Daarom is er geen definitieve 'winnaar'. Het is het beste om beide talen te benchmarken voor uw specifieke toepassing om te bepalen welke de beste prestaties levert in uw specifieke context. Overweeg om uw code te profileren om knelpunten te identificeren en de optimalisatie-inspanningen te concentreren daar waar deze de grootste impact zullen hebben.