優化3D循環（C++）

我正在研究C++中的多重網格解算器，現在我正在嘗試改進串行性能。這裏最耗時的部分是平滑的，在我的情況下是連續的過度鬆弛求解器。這看起來如下（我希望這是相當自我解釋）：優化3D循環（C++）

int idx; 
int strideY = stride_[level][0]; 
int strideZ = stride_[level][1]; 
for(int i = 0; i < steps; ++i) { 

    for(int z = 1; z <= innerGridpoints_[level][2]; ++z) { 
     for(int y = 1; y <= innerGridpoints_[level][1]; ++y) { 
      idx = getIndexInner(level, 1,y,z); 
      for(int x = 1; x <= innerGridpoints_[level][0]; ++x, ++idx) { 
       grid[idx] = (1. - omega) * grid[idx] + omega * 1./6. * (grid[idx+1] + grid[idx-1] + 
            grid[idx + strideY] + grid[idx - strideY] + 
            grid[idx + strideZ] + grid[idx - strideZ] - 
            spacing_[level] * spacing_[level] * rhs[idx]); 
      } 
     } 
    } 
}

我已經做了一些優化：這些環定位使得內環給出了最本地條目（即相鄰元素是沿x維度）和預先計算idx（即使這是一個內聯函數，它可以節省相當一段時間）。我也嘗試過阻塞，即不是遍歷整個網格，而只是在小塊上增加局部性，但這沒有任何影響。我最後的想法是嘗試一些循環展開，但我實際上並不期望從中得到很大的改進。我在想，也許在內存訪問方面有一些可能的改進。任何tipps歡迎:)

只是供參考：網格大小會從非常小到255x255x255不等。此外，網格在每個維度都有一些邊界，由少量的行組成，即迭代不在整個網格上。

來源

2013-03-20 Chris

您是否打算在（10,10,10）處進行平滑以在同一平滑過程中更改（10,10,11）處的結果？ – Yakk 2013-03-20 22:17:54

@Yakk：對不起，我不太明白你的意思？（10,10,10）處的平滑僅改變此值。你的意思是像紅黑一樣嗎？這是通常用於並行化，但我保持純串行 – Chris 2013-03-20 22:35:51

不，我的意思是你修改'grid [10,10,10]'，然後在設置'grid [10,10,11]'（I' m使用'[a，b，c]'來表示「做所有的索引計算以找出a，b，c處的項目是''grid [getIndexInner（level，10,10,10）]'而不是'格[10,10,10]'是剛剛被詳細說明） – Yakk 2013-03-20 23:38:17

一個好的優化編譯器會爲你做大部分簡單的事情，所以總是衡量你所做的改變是否實際上改善了事情。並且，檢查（並學會理解）生成的彙編代碼，以查看編譯器實際上在做什麼。

但也有幾件事情我想嘗試，因爲表情是複雜的，甚至是很好的優化有時需要一點幫助： -

首先，是提升內部循環中是不變出來的子表達式周圍的環路。在你的例子中，明顯的是spacing_[level] * spacing_[level]和omega * 1./6.

另一件事是嘗試使idx是一個指針而不是數組索引，並增加循環中的指針。

int *idx = &grid[getIndexInner(level, 1,y,z)]; // assuming grid is array of ints.

你的表情，然後開始像這樣

*idx = (1. - omega) * *idx + omega * 1./6. * (idx[1] + idx[-1] + 
           idx[strideY] + idx[- strideY] + // etc...

你的優化器（假設它是打開???）可能已經在這麼做了。但值得一試。正如我所說，沒有測量，這是毫無意義的練習。

而且，正如@AkiSuihkonen在上面的評論中提到的「首先讓它工作」。調試高度優化的代碼要困難得多，所以請確保您的算法正好執行在開始擔心性能之前應如何執行。

來源

2013-03-20 22:25:11 Roddy

謝謝，我會定義。試一試。當然，我測量每一步，到目前爲止，我提到的優化總是給我一些加速 – Chris 2013-03-20 22:37:03

優化3D循環（C++）

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