Why is ARM NEON SIMD Sum is slower than serial sum?

I have been trying to benchmark memory bandwidth on my M2 Mac and one thing I noticed that when I try to use ARM NEON SIMD it seems that it has a slower processing time and lower memory bandwidth. This is my code:

int arm_neon_simd_sum(const std::vector<int8_t>& arr) {
    // Check if the array is empty
    if (arr.empty()) return 0;

    int32x4_t v_sum = vdupq_n_s32(0); // Initialize NEON vector to hold partial sums
    size_t i = 0;

    // Process the array in chunks of 16 elements
    for (; i + 15 < arr.size(); i += 16) {
        int8x16_t v_data = vld1q_s8(&arr[i]); // Load 16 elements into a NEON register

        // Convert int8x16_t to int16x8_t
        int16x8_t v_data_low = vmovl_s8(vget_low_s8(v_data)); // Lower 8 elements to int16
        int16x8_t v_data_high = vmovl_s8(vget_high_s8(v_data)); // Upper 8 elements to int16

        // Convert int16x8_t to int32x4_t and accumulate
        v_sum = vaddq_s32(v_sum, vpaddlq_s16(v_data_low));
        v_sum = vaddq_s32(v_sum, vpaddlq_s16(v_data_high));
    }

    // Horizontal add the vector to get the sum of all elements
    int32_t sum_array[4];
    vst1q_s32(sum_array, v_sum);

    int sum = sum_array[0] + sum_array[1] + sum_array[2] + sum_array[3];

    // Handle the remaining elements
    for (; i < arr.size(); ++i) {
        sum += arr[i];
    }

    return sum;
}

And here are my testing result:

2024-07-12 21:31:51.101 -------- running arm_neon_simd_sum --------
....................................................................................................
2024-07-12 21:32:03.808 Result: 536870900
2024-07-12 21:32:03.808 Total execution time: 12.705522168999996 seconds
2024-07-12 21:32:03.808 Total bytes processed: 107374182400
2024-07-12 21:32:03.808 Throughput: 7.870593484460515 GB/s

And In comparison a naive serial sum seems to be faster:

2024-07-13 10:28:54.706 -------- running sequential sum --------
....................................................................................................
2024-07-12 21:31:02.750 Result: 536870900
2024-07-12 21:31:02.750 Total execution time: 3.303718871999998 seconds
2024-07-12 21:31:02.750 Total bytes processed: 107374182400
2024-07-12 21:31:02.750 Throughput: 30.268919322261286 GB/s
2024-07-12 21:31:02.750 -------- running random access sum -------

I am wondering why? Am I doing something wrong with my SIMD code that are slowing my code down?

Note this is with -O3 so I do think some auto vectorization might be happening for serial code, so my main concern is how can I achieve the performance of that level with my own code?

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật