Распараллеливание циклов в C

Question

Распараллеливание циклов в C

Рейтинг: 10Ответов: 4Опубликовано: 10.03.2011

Подскажите, пожалуйста, как можно распараллелить выполнение подобного цикла на C.

for(int i = 0; i < X; i++)  
{
    for(int j = 0; j < Y; j++)
    {
        for(int k = 0; k < Z; k++) 
        {
            for(int i2 = 0; i2 < 27; i2++)  
            {
                if (count < 27) 
                {
                    count++;
                    x_vect.push_back(x_mas[i2]);
                    y_vect.push_back(y_mas[i2]);
                    z_vect.push_back(z_mas[i2]);
                }
                else
                {
                    x_vect.push_back(i*a + 2*a1 + x_mas[i2]);
                    y_vect.push_back(j*b + 2*b1 + y_mas[i2]);
                    z_vect.push_back(k*c + 2*c1 + z_mas[i2]);
                    count++;
                }
            }
        }
    }
}

Проводится множество итераций и хотелось бы, как можно проще сгенерировать код для загрузки обоих ядер. Используется MS Visual Studio 2010 и Intel C++ Compiler. Процессор - Core2Duo. После включения оптимизации, в том числе SSE3, скорость выросла почти в 12 раз. Но хотелось бы организовать многопоточность. На включение QParallel ругается.

c# многопоточность

Источник: Stack Overflow на русском

Answer 1

▲ 5

Алгоритм сводится к последовательному заполнению массива данными. Такая задача легко распараллеливается на два ядра. Нужно разбить внешний цикл на два: первый от 0 до X/2 - 1, а второй от X/2 до X - 1. И запустить на выполнение в разных потоках.

Кроме того, поскольку размеры вектора известны заранее, нет смысла использовать собственно вектор, можно взять плоский массив float и писать прямо в него по индексу (x[n++]) или по указателю (*x++).

Еще можно ускорить алгоритм, если убрать избыточную вложенность, то есть вместо трех вложенных циклов сделать один, а уже внутри считать индексы, по которым обращаться к массиву.

Answer 2

▲ 4

В дополнение к ответу @jmem можно заметить, что в самом внутреннем цикле (по i2) для count >= 27 в выражениях:

x_vect.push_back(i*a + 2*a1 + x_mas[i2]);
y_vect.push_back(j*b + 2*b1 + y_mas[i2]);
z_vect.push_back(k*c + 2*c1 + z_mas[i2]);

i*a + 2*a1  j*b + 2*b1 и k*c + 2*c1

можно вычислять во внешних циклах.

Answer 3

▲ 3

Как уже было сказано dmitry_'eм, для таких случаев существует прекрасная библиотека OpenMP, но для данной задачи, если я ее правильно понял, распараллеливание не нужно. Первая часть кода выполнится первые 27 раз, вторая остальные. Тут нет параллельности, здесь последовательное выполнение. Если вы хотите оптимизировать именно этот алгоритм, вынесите следующий код в отельный цикл, идущий перед данным.

x_vect.push_back(x_mas[i2]);
y_vect.push_back(y_mas[i2]);
z_vect.push_back(z_mas[i2]);
++count;

Answer 4

▲ 2

В данной ситуации, без иных оптимизирующих изменений в коде, можно, как уже было написано, применить OpenMP. Перед циклом поставить следующую прагму:

#pragma omp parallel for firstprivate (a, b, c, a1, b1, c1) shared (x_mas, y_mas, z_mas)

Ну и подключить соответствующие библиотеки.

Можно вручную создать два потока.

Но только учтите, что создание потоков - довольно дорогая процедура, и имеет смысл ее применять либо когда число итераций очень велико (сотни тысяч, по меньшей мере), либо внутри итераций проводятся продолжительные расчеты.

Распараллеливание циклов в C

Ответы