二級C++：怎樣提高調(diào)用數(shù)學(xué)函數(shù)的程序的性能

　　自動向量化的匯編器選項

　　您可以使用以下的幾個選項來匯編程序：

　　-qhot -qnostrict (for Fortran)

　　-qhot -qnostrict –qignerrno (for C/C++)

　　-qhot -O3

　　-O4

　　-O5

　　當您在使用這些選項集中的一個時，通過調(diào)用等價 MASS 向量函數(shù)(除了對以下函數(shù)的訪問除外：vatan2、vsatan2、 vdnint、 vdint、 vcosisin、vscosisin、vqdrt、vsqdrt、vrqdrt、vsrqdrt、vpopcnt4、vpopcnt8、vexp2、 vexp2m1、vsexp2、 vsexp2m1、vlog2、 vlog21p、 vslog2 和 vslog21p)，匯編器會自動嘗試對系統(tǒng)數(shù)學(xué)函數(shù)的訪問向量化。如果匯編器不能對程序進行向量化，它會自動試著調(diào)用等價 MASS 標量函數(shù)。對于自動化的標量或者向量，匯編器會使用匯編器庫 libxlopt.a 中包含的 MASS 函數(shù)的版本。您不需要向代碼中的 MASS 函數(shù)添加任何特意的調(diào)用，或者鏈接 xlopt 庫。

　　除了一系列的選項之外，當 -qipa 選項處于可用狀態(tài)時，如果匯編器不能進行向量化，那么它會試著在決定調(diào)用它們之前去內(nèi)聯(lián) MASS 標量函數(shù)。

　　如果您想要取消自動向量化的激活，那么您可以添加選項 –qhot=novector。

　　用例研究

　　接下來的部分是一個實際程序的范例 — 一個離散的 Fourier 轉(zhuǎn)變(DFT) — 顯示了在匯編不同匯編器選項時的改善結(jié)果。程序已經(jīng)足夠簡單以方便演示，然后又足夠的復(fù)雜以提供非瑣細的優(yōu)化機會。

　　兩個程序的計時都是在附錄 3 中給出的驅(qū)動器程序完成的，運行的環(huán)境是在 4.704 GHz 下運行的 POWER6 電腦。

　　附錄 1 顯示了 Fortran DFT 源程序。它包含了一個嵌套的循環(huán)，該循環(huán)會調(diào)用 exp()、cos() 以及 sin()，接下來是一個調(diào)用 sin() 和 sqrt() 的循環(huán)。程序會使用 -O3(它并不能進行自動向量化) 并使用 –O4 (它能使用自動向量化)。

　　注意自動向量化帶來的好處會隨著問題規(guī)模的增加而增加，最終當問題的規(guī)模達到 2000 時加速的程度會達到 8.94x 。

　　附錄 2 顯示了附錄 1 中 Fortran DFT 程序的 C 版本(它包含了一個虛 consume() 路徑，這樣匯編器的內(nèi)部程序化分析[IPA]就不能看到，計算的結(jié)果實際上在演示范例中并沒有用得上，并因此可以改善整個的程序)。

　　程序?qū)�會使�?-O3(它并不會提供自動向量化) ，使用 -O4 (它提供自動向量化)，使用 –O5 (它提供自動向量化并提供 IPA)。

　　正如在 Fortran 范例中演示的那樣，自動向量化帶來的好處隨著問題規(guī)模的增加而增加，最后當 n=2000 的時候達到了。另外，IPA 在 -O5 處提供的活化能夠提供一個額外的 1.22x 加速，因為它可以決定輸入與輸出沒有別名(這就是說，它沒有在內(nèi)存中重疊)，允許它去向量化進行極坐標的轉(zhuǎn)變。-O5 在 –O3 的基礎(chǔ)上加速的程度是 7.33x 。