Falsche Freigabe im OpenMP-Loop-Array-Zugriff

Question

Ich möchte OpenMP nutzen, um meine Aufgabe parallel zu machen.

Ich muss die gleiche Menge an alle Elemente eines Arrays subtrahieren und das Ergebnis in einen anderen Vektor schreiben. Beide Arrays werden dynamisch mit malloc zugewiesen und das erste wird mit Werten aus einer Datei gefüllt. Jedes Element ist vom Typ uint64_t.

#pragma omp parallel for 
for (uint64_t i = 0; i < size; ++i) { 
    new_vec[i] = vec[i] - shift; 
} 

Wo shift ist der feste Wert I von jedem Element vec entfernen möchten. size ist die Länge von vec und new_vec, die ungefähr 200k ist.

Ich kompiliere den Code mit g++ -fopenmp auf Arch Linux. Ich bin auf einem Intel Core i7-6700HQ, und ich verwende 8 Threads. Die Laufzeit ist 5 bis 6 mal höher, wenn ich die OpenMP-Version verwende. Ich kann sehen, dass alle Kerne funktionieren, wenn ich die OpenMP-Version ausführe.

Ich denke, dass dies durch ein Problem der falschen Freigabe verursacht werden kann, aber ich kann es nicht finden.

Answer 1

Sie sollten anpassen, wie die Iterationen unter den Threads aufgeteilt werden. Mit schedule(static,chunk_size) können Sie dies tun.

Try chunk_size Werte ein Vielfaches von 64/sizeof (uint64_t) zu verwenden, um die genannten False Sharing zu vermeiden:

[ cache line n ][ cache line n+1 ] 
[ chuhk 0 ][ chunk 1 ][ chunk 2 ] 

Und so etwas wie dies zu erreichen:

[ cache line n ][ cache line n+1 ][ cache line n+2 ][...] 
[ chunk 0       ][ chunk 1    ] 

Sie sollten auch Ihre Vektoren zuweisen in der Weise, dass sie auf Cache-Zeilen ausgerichtet sind. Auf diese Weise stellen Sie sicher, dass der erste und die folgenden Chunks richtig ausgerichtet sind.

#define CACHE_LINE_SIZE sysconf(_SC_LEVEL1_DCACHE_LINESIZE) 
uint64_t *vec = aligned_alloc(CACHE_LINE_SIZE/*alignment*/, 200000 * sizeof(uint64_t)/*size*/); 

Ihr Problem ist wirklich ähnlich dem, was Stream Triad benchmark darstellt. Schauen Sie sich how to optimize that benchmark an und Sie können die Optimierungen Ihres Codes fast genau abbilden.