Самый быстрый способ работы с отдельными байтами в int

Я обнаружил, что мое приложение тратит 25% своего времени на выполнение в цикле:

private static int Diff (int c0, int c1)
{
    unsafe {
        byte* pc0 = (byte*) &c0;
        byte* pc1 = (byte*) &c1;
        int d0 = pc0[0] - pc1[0];
        int d1 = pc0[1] - pc1[1];
        int d2 = pc0[2] - pc1[2];
        int d3 = pc0[3] - pc1[3];
        d0 *= d0;
        d1 *= d1;
        d2 *= d2;
        d3 *= d3;
        return d0 + d1 + d2 + d3;
    }
}

Как я могу улучшить производительность этого метода? Мои идеи до сих пор:

• Скорее всего, это выиграет от SIMD, но предположим, что я не хочу туда идти, потому что это немного хлопот.
• То же самое относится к материалам более низкого уровня (вызов библиотеки C, выполняемой на GPGPU)
• Многопоточность - я буду использовать это.

Изменить:. Для вашего удобства, некоторый тестовый код, который отражает реальную среду и используемый случай. (В действительности задействованы еще больше данных, а данные не сравниваются в одиночных больших блоках, а во многих кусках по несколько килобайт каждый.)

public static class ByteCompare
{
    private static void Main ()
    {
        const int n = 1024 * 1024 * 20;
        const int repeat = 20;
        var rnd = new Random (0);

        Console.Write ("Generating test data... ");
        var t0 = Enumerable.Range (1, n)
            .Select (x => rnd.Next (int.MinValue, int.MaxValue))
            .ToArray ();
        var t1 = Enumerable.Range (1, n)
            .Select (x => rnd.Next (int.MinValue, int.MaxValue))
            .ToArray ();
        Console.WriteLine ("complete.");
        GC.Collect (2, GCCollectionMode.Forced);
        Console.WriteLine ("GCs: " + GC.CollectionCount (0));

        {
            var sw = Stopwatch.StartNew ();
            long res = 0;
            for (int reps = 0; reps < repeat; reps++) {
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                    int c0 = t0[i];
                    int c1 = t1[i];
                    res += ByteDiff_REGULAR (c0, c1);
                }
            }
            sw.Stop ();
            Console.WriteLine ("res=" + res + ", t=" + sw.Elapsed.TotalSeconds.ToString ("0.00") + "s - ByteDiff_REGULAR");
        }
        {
            var sw = Stopwatch.StartNew ();
            long res = 0;
            for (int reps = 0; reps < repeat; reps++) {
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                    int c0 = t0[i];
                    int c1 = t1[i];
                    res += ByteDiff_UNSAFE (c0, c1);
                }
            }
            sw.Stop ();
            Console.WriteLine ("res=" + res + ", t=" + sw.Elapsed.TotalSeconds.ToString ("0.00") + "s - ByteDiff_UNSAFE_PTR");
        }

        Console.WriteLine ("GCs: " + GC.CollectionCount (0));
        Console.WriteLine ("Test complete.");
        Console.ReadKey (true);
    }

    public static int ByteDiff_REGULAR (int c0, int c1)
    {
        var c00 = (byte) (c0 >> (8 * 0));
        var c01 = (byte) (c0 >> (8 * 1));
        var c02 = (byte) (c0 >> (8 * 2));
        var c03 = (byte) (c0 >> (8 * 3));
        var c10 = (byte) (c1 >> (8 * 0));
        var c11 = (byte) (c1 >> (8 * 1));
        var c12 = (byte) (c1 >> (8 * 2));
        var c13 = (byte) (c1 >> (8 * 3));
        var d0 = (c00 - c10);
        var d1 = (c01 - c11);
        var d2 = (c02 - c12);
        var d3 = (c03 - c13);
        d0 *= d0;
        d1 *= d1;
        d2 *= d2;
        d3 *= d3;
        return d0 + d1 + d2 + d3;
    }

    private static int ByteDiff_UNSAFE (int c0, int c1)
    {
        unsafe {
            byte* pc0 = (byte*) &c0;
            byte* pc1 = (byte*) &c1;
            int d0 = pc0[0] - pc1[0];
            int d1 = pc0[1] - pc1[1];
            int d2 = pc0[2] - pc1[2];
            int d3 = pc0[3] - pc1[3];
            d0 *= d0;
            d1 *= d1;
            d2 *= d2;
            d3 *= d3;
            return d0 + d1 + d2 + d3;
        }
    }
}

который дает мне (работает как x64 Release на i5):

Generating test data... complete.
GCs: 8
res=18324555528140, t=1.46s - ByteDiff_REGULAR
res=18324555528140, t=1.15s - ByteDiff_UNSAFE
res=18324555528140, t=1.73s - Diff_Alex1
res=18324555528140, t=1.63s - Diff_Alex2
res=18324555528140, t=3.59s - Diff_Alex3
res=18325828513740, t=3.90s - Diff_Alex4
GCs: 8
Test complete.