将fortran代码划分为子程序及其对速度的影响的缺点？

Question

我有一个大的FEM代码。我把它分成了子程序，因此可以进一步划分和更改。我的问题是：为什么速度变慢。

1. 当我将代码分成子程序时，速度变慢了
2. 当参数数量减少时，它变得更慢（在子程序内重新安排计算极小）。

有人可以帮我提一些建议，如何将fortran程序划分为子程序时优化它。特别是当在一个大循环中调用该子程序时。

Answer 1

当一个大的单片代码被分成几个部分，每个部分被调用数百万次时，调用每个子程序或函数的开销成本通常是不可忽略的（无论使用何种特定的编程语言），除非编译器（链接器）可以自动内联这些函数。我怀疑编译器缺少内嵌是你在代码中观察到的显着减速的根源。关于你的问题2，我无法理解。也许最小的工作示例代码会有所帮助，正如@VladimirF和@HighPerformanceMark建议的那样。

Answer 2

识别原因可能很困难，因为可以识别此类问题的发生。

我怀疑代码的缓存可以提高性能，因此如果相关例程遍布整个内存，那么“可能”会有性能损失。 识别缓存相关的延迟很难实现。

如果这是一个解释，那么更改链接时添加的例程的顺序可能会显示一些变化。这种可能的方法的例子包括ddotp近似方程减少和daxpy近似方程后替换可能是有效的。

实际上，这种方法是将内循环例程链接到调用例程附近。在开发代码时，通常就是这种情况。 您尚未表明您关联订单的方法;按字母顺序排列将是一种基于这种假设的不良方法。 FEM代码更好地描述为多晶，因此这种方法应该是可用的。我已经尝试了多个版本的高使用率实用程序，将它们放在代码中，例如用于特征子空间迭代的重复方程求解器或直接积分解决方案，其中内部循环占解决时间的很大比例。

尝试使用具有不同内存速度/带宽或缓存大小的处理器可以提供有趣的比较。 但是，将内存管理缓存到分区数组的策略应该比试验链接顺序更有效率。

另一个问题涉及编译器是否优化了例程调用，或者它是否内联了一些简单的例程。您尚未指明编译选项或编译器以确定是否可能。

我希望这个答案提供一些可能进一步调查的领域，同时没有为您的问题提供明确的解释。