Question

我使用intel的ifort来编译我的程序

有很多嵌套循环，如下面的

do i=1,imax
do j=1,jmax
if (a(i,j).ne.1) cycle
.....
.....
.....
enddo
enddo

以及像

这样的循环

do j=1,jmax
do i=1,imax
if (a(i,j).ne.1) cycle
.....
.....
.....
enddo
enddo

我注意到Fortran按列主要顺序存储数组，因此我将j循环放在i循环之外。

让我感到困惑的是，表现似乎有所下降。

相比之下，我试图将i循环外部的j循环用于其他循环。但是仍有性能损失，但是很少

program p 
integer ::i, j, k, s
real ::a(1000,1000)

do i=1,1000
  do j=1,1000
    call random_number(a(i,j))
  enddo
enddo

do k=1,10000
  do j=1,1000
    do i=1,1000
      if (a(i,j) .ge. 111) s = s+a(i,j)
    enddo
  enddo
enddo

print *,s

end

ifort -fPIC -no-prec-div -O3 -xCORE-AVX2 a.f90 -o a 时间./a 10921820

real    0m2.221s
user    0m2.221s
sys     0m0.001s

program p 
integer ::i, j, k, s
real ::a(1000,1000)

do i=1,1000
  do j=1,1000
    call random_number(a(i,j))
  enddo
enddo

do k=1,10000
  do i=1,1000
    do j=1,1000
      if (a(i,j) .ge. 111) s = s+a(i,j)
    enddo
  enddo
enddo

print *,s

end

ifort -fPIC -no-prec-div -O3 -xCORE-AVX2 a.f90 -o a

time ./a
    10923324

real    0m4.459s
user    0m4.457s
sys     0m0.003s

性能差异稳定，可能证明优化。然而，当我将它改编为我的真实项目时，我失败了。

再次感谢您，我对堆栈溢出很新，感谢您的帮助

Answer 1

正如您所提到的，Fortran是专栏专业。这意味着该列是主索引，并且矩阵的所有列在内存中一个接一个地存储。可能你假设，列主要意味着循环遍历列索引意味着遍历内存中连续元素的矩阵，但事实并非如此。矩阵

| a11, a12, a13 |
| a21, a22, a23 |
| a31, a32, a33 |

以列主要顺序存储为

a11, a21, a31, a12, a22, a32, a13, a23, a33
--column 1---  --column 2---  --column 3---

这意味着当你在Fortran中创建一个二维循环时，表示行索引的第一个索引应该始终是最里面的，以获得最佳性能，因为那样你按照我的内存顺序遍历矩阵上面写道。因此

do j=1,1000
    do i=1,1000
        if (a(i,j) .ge. 111) s = s + a(i,j)
    enddo
enddo

正如你所发现的那样，

给出了最好的表现。

为什么我没有通过使其缓存友好来加速我的程序？

1 个答案: