Производительность статических массивов с переменным размером при запуске

Я написал программу для сотовых автоматов, которая хранит данные в матрице (массиве массивов). Для матрицы 300 * 200 я могу достичь 60 или более итераций в секунду, используя статическое выделение памяти (например, std::array).

Я хотел бы создавать матрицы разных размеров без перекомпиляции программы каждый раз, то есть пользователь вводит размер, а затем начинается моделирование для этого размера матрицы. Однако, если я использую динамическое выделение памяти, (например, std::vector), имитация падает до ~ 2 итераций в секунду. Как я могу решить эту проблему? Один из вариантов, к которому я прибегнул, — это предварительно выделить статический массив, больший, чем я ожидаю, что пользователь выберет (например, 2000 * 2000), но это кажется расточительным и все же ограничивает выбор пользователя в некоторой степени.

Мне интересно, могу ли я

а) выделить память один раз, а потом как-то «заморозить» ее для обычной производительности статического массива?

б) или выполнять более эффективные операции на std::vector? Для справки я только выполняю matrix[x][y] == 1 а также matrix[x][y] = 1 операции над матрицей.

В соответствии с этот вопрос / ответ, нет никакой разницы в производительности между std::vector или используя указатели.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Я переписал матрицу, в соответствии с предложением UmNyobe, чтобы он представлял собой единый массив, доступ к которому осуществляется через matrix[y*size_x + x], Используя динамическое распределение памяти (измеряется один раз при запуске), я удваиваю производительность до 5 итераций в секунду.

Согласно комментарию PaulMcKenzie, я скомпилировал сборку релиза и получил требуемую производительность (60 и более итераций в секунду). Тем не менее, это основа для большего, поэтому я все еще хочу количественно оценить преимущества одного метода над другим, поэтому я использовал std::chrono::high_resolution_clock время каждой итерации и обнаружил, что разница в производительности между динамическими и статическими массивами (после использования матричного представления одного массива) должна быть в пределах погрешности (450 ~ 600 микросекунд на итерацию).

Однако производительность во время отладки представляет собой небольшую проблему, поэтому я думаю, что я оставлю оба и переключусь на статический массив при отладке.