Вопрос по c, performance – Отсутствие прироста производительности после использования openMP в программе, оптимизированной для последовательного запуска

1

Я максимально оптимизировал свою функцию для последовательного запуска. Когда я использую openMP, я не вижу увеличения производительности. Я попробовал свою программу на машине с 1 ядром и на машине с 8 ядрами, и производительность была одинаковой.
С годом, установленным на 20, у меня есть
1 ядро: 1 сек.
8 ядер: 1 сек.

С годами у меня
1 ядро: 40 сек.
8 ядер: 40 сек.

1-ядерный компьютер: Intel Core 2 Duo 1,8 ГГц, Ubuntu Linux
8-ядерный компьютер: 3,25 ГГц, Ubuntu Linux

Моя программа перечисляет все возможные пути биномиального дерева и выполняет некоторую работу над каждым путем. Таким образом, размер моего цикла увеличивается в геометрической прогрессии, и я ожидаю, что размер потока openMP будет равен нулю. В моем цикле я делаю сокращение только одной переменной. Все остальные переменные доступны только для чтения. Я использую только функцию, которую я написал, и я думаю, что они потокобезопасны.

Я также запускаю Valgrind cachegrind в своей программе. Я не полностью понимаю вывод, но, похоже, нет пропуска кэша или ошибочного совместного использования.

Я собираю с

gcc -O3 -g3 -Wall -c -fmessage-length=0 -lm -fopenmp -ffast-math

Моя полная программа, как показано ниже. Извините за размещение большого количества кода. Я не знаком ни с openMP, ни с C, и я не могу возобновить мой код больше без потери основной задачи.

Как я могу улучшить производительность при использовании openMP?
Это какие-то флаги компилятора или трюки C, которые заставят программу работать быстрее?

test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <omp.h>
#include "test.h"

int main(){

    printf("starting\n");
    int year=20;
    int tradingdate0=1;

    globalinit(year,tradingdate0);

    int i;
    float v=0;
    long n=pow(tradingdate0+1,year);
    #pragma omp parallel for reduction(+:v)
    for(i=0;i<n;i++)
        v+=pathvalue(i);

    globaldel();
    printf("finished\n");
    return 0;
}

//***function on which openMP is applied
float pathvalue(long pathindex) {
    float value = -ctx.firstpremium;
    float personalaccount = ctx.personalaccountat0;
    float account = ctx.firstpremium;
    int i;
    for (i = 0; i < ctx.year-1; i++) {
        value *= ctx.accumulationfactor;
        double index = getindex(i,pathindex);
        account = account * index;
        double death = fmaxf(account,ctx.guarantee[i]);
        value += qx(i) * death;
        if (haswithdraw(i)){
            double withdraw = personalaccount*ctx.allowed;
            value += px(i) * withdraw;
            personalaccount = fmaxf(personalaccount-withdraw,0);
            account = fmaxf(account-withdraw,0);
        }
    }

    //last year
    double index = getindex(ctx.year-1,pathindex);
    account = account * index;
    value+=fmaxf(account,ctx.guarantee[ctx.year-1]);

    return value * ctx.discountfactor;
}



int haswithdraw(int period){
    return 1;
}

float getindex(int period, long pathindex){
    int ndx = (pathindex/ctx.chunksize[period])%ctx.tradingdate;
    return ctx.stock[ndx];
}

float qx(int period){
    return 0;
}

float px(int period){
    return 1;
}

//****global
struct context ctx;

void globalinit(int year, int tradingdate0){
    ctx.year = year;
    ctx.tradingdate0 = tradingdate0;
    ctx.firstpremium = 1;
    ctx.riskfreerate = 0.06;
    ctx.volatility=0.25;
    ctx.personalaccountat0 = 1;
    ctx.allowed = 0.07;
    ctx.guaranteerate = 0.03;
    ctx.alpha=1;
    ctx.beta = 1;
    ctx.tradingdate=tradingdate0+1;
    ctx.discountfactor = exp(-ctx.riskfreerate * ctx.year);
    ctx.accumulationfactor = exp(ctx.riskfreerate);
    ctx.guaranteefactor = 1+ctx.guaranteerate;
    ctx.upmove=exp(ctx.volatility/sqrt(ctx.tradingdate0));
    ctx.downmove=1/ctx.upmove;

    ctx.stock=(float*)malloc(sizeof(float)*ctx.tradingdate);
    int i;
    for(i=0;i<ctx.tradingdate;i++)
        ctx.stock[i]=pow(ctx.upmove,ctx.tradingdate0-i)*pow(ctx.downmove,i);

    ctx.chunksize=(long*)malloc(sizeof(long)*ctx.year);
    for(i=0;i<year;i++)
        ctx.chunksize[i]=pow(ctx.tradingdate,ctx.year-i-1);

    ctx.guarantee=(float*)malloc(sizeof(float)*ctx.year);
    for(i=0;i<ctx.year;i++)
        ctx.guarantee[i]=ctx.beta*pow(ctx.guaranteefactor,i+1);
}

void globaldel(){
    free(ctx.stock);
    free(ctx.chunksize);
    free(ctx.guarantee);
}

test.h

float pathvalue(long pathindex);
int haswithdraw(int period);
float getindex(int period, long pathindex);
float qx(int period);
float px(int period);
//***global
struct context{
    int year;
    int tradingdate0;
    float firstpremium;
    float riskfreerate;
    float volatility;
    float personalaccountat0;
    float allowed;
    float guaranteerate;
    float alpha;
    float beta;
    int tradingdate;
    float discountfactor;
    float accumulationfactor;
    float guaranteefactor;
    float upmove;
    float downmove;
    float* stock;
    long* chunksize;
    float* guarantee;
};
struct context ctx;
void globalinit();
void globaldel();

EDIT Я упрощаю все глобальные переменные как константы. В течение 20 лет программа работает в два раза быстрее (отлично!). Я пытался установить количество потоков сOMP_NUM_THREADS=4 ./test например. Но это не дало мне никакого прироста производительности.
Может у моего gcc какая-то проблема?

test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#include <omp.h>
#include "test.h"


int main(){

    starttimer();
    printf("starting\n");
    int i;
    float v=0;

    #pragma omp parallel for reduction(+:v)
    for(i=0;i<numberofpath;i++)
        v+=pathvalue(i);

    printf("v:%f\nfinished\n",v);
    endtimer();
    return 0;
}

//function on which openMP is applied
float pathvalue(long pathindex) {
    float value = -firstpremium;
    float personalaccount = personalaccountat0;
    float account = firstpremium;
    int i;
    for (i = 0; i < year-1; i++) {
        value *= accumulationfactor;
        double index = getindex(i,pathindex);
        account = account * index;
        double death = fmaxf(account,guarantee[i]);
        value += death;
        double withdraw = personalaccount*allowed;
        value += withdraw;
        personalaccount = fmaxf(personalaccount-withdraw,0);
        account = fmaxf(account-withdraw,0);
    }

    //last year
    double index = getindex(year-1,pathindex);
    account = account * index;
    value+=fmaxf(account,guarantee[year-1]);

    return value * discountfactor;
}



float getindex(int period, long pathindex){
    int ndx = (pathindex/chunksize[period])%tradingdate;
    return stock[ndx];
}

//timing
clock_t begin;

void starttimer(){
    begin = clock();
}

void endtimer(){
    clock_t end = clock();
    double elapsed = (double)(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("\nelapsed: %f\n",elapsed);
}

test.h

float pathvalue(long pathindex);
int haswithdraw(int period);
float getindex(int period, long pathindex);
float qx(int period);
float px(int period);
//timing
void starttimer();
void endtimer();
//***constant
const int year= 20 ;
const int tradingdate0= 1 ;
const float firstpremium= 1 ;
const float riskfreerate= 0.06 ;
const float volatility= 0.25 ;
const float personalaccountat0= 1 ;
const float allowed= 0.07 ;
const float guaranteerate= 0.03 ;
const float alpha= 1 ;
const float beta= 1 ;
const int tradingdate= 2 ;
const int numberofpath= 1048576 ;
const float discountfactor= 0.301194211912 ;
const float accumulationfactor= 1.06183654655 ;
const float guaranteefactor= 1.03 ;
const float upmove= 1.28402541669 ;
const float downmove= 0.778800783071 ;
const float stock[2]={1.2840254166877414, 0.7788007830714049};
const long chunksize[20]={524288, 262144, 131072, 65536, 32768, 16384, 8192, 4096, 2048, 1024, 512, 256, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1};
const float guarantee[20]={1.03, 1.0609, 1.092727, 1.1255088100000001, 1.1592740743, 1.1940522965290001, 1.2298738654248702, 1.2667700813876164, 1.304773183829245, 1.3439163793441222, 1.384233870724446, 1.4257608868461793, 1.4685337134515648, 1.512589724855112, 1.557967416600765, 1.6047064390987882, 1.6528476322717518, 1.7024330612399046, 1.7535060530771016, 1.8061112346694148};
Error: User Rate Limit ExceededexternError: User Rate Limit Exceeded user1030312
Error: User Rate Limit ExceededexternError: User Rate Limit Exceeded Jens Gustedt
Error: User Rate Limit Exceeded-O3 -SError: User Rate Limit Exceeded-fopenmp. Jens Gustedt
Error: User Rate Limit Exceeded user1030312
Error: User Rate Limit ExceededenumError: User Rate Limit ExceededstructError: User Rate Limit Exceeded Jens Gustedt

Ваш Ответ

3   ответа
1

Error: User Rate Limit Exceeded

OMP_NUM_THREADS=4 ./test

EDIT:Error: User Rate Limit Exceeded

Error: User Rate Limit Exceeded
Error: User Rate Limit Exceeded
1

Error: User Rate Limit Exceeded

Error: User Rate Limit Exceeded

#pragma omp parallel num_threads(num_threads)
{
   // Your parallel for follows here
}

Error: User Rate Limit Exceedednum_threadsError: User Rate Limit Exceeded

EDIT:Error: User Rate Limit ExceededMakefileError: User Rate Limit Exceeded

test: test.c test.h
    cc -o [email protected] $< -O3 -g3 -fmessage-length=0 -lm -fopenmp -ffast-math
Error: User Rate Limit Exceeded
Как вы указали, он устанавливает количество доступных ядер, если не указано иное. Таким образом, в его 8-ядерной системе будет 8 (или 16, если HT) потоков, даже если он не указывает какие-либо потоки.
Error: User Rate Limit Exceededreally quicklyError: User Rate Limit Exceeded
Error: User Rate Limit Exceeded
Error: User Rate Limit Exceeded
11

Error: User Rate Limit Exceeded

clock()Error: User Rate Limit Exceededtotal CPU timeError: User Rate Limit Exceededall threadsError: User Rate Limit Exceededclock()Error: User Rate Limit Exceededwall-clock timeError: User Rate Limit Exceeded

Error: User Rate Limit Exceededclock()Error: User Rate Limit Exceededomp_get_wtime()Error: User Rate Limit Exceededgettimeofday()Error: User Rate Limit Exceeded

P.S. Why are there so many people around SO using clock() for timing?

Error: User Rate Limit Exceededclock()Error: User Rate Limit Exceeded

Похожие вопросы