वैश्वीकरण में संकलक की मदद करें? - दखल न देना ही बेहतर है।

यह इंटेल सॉफ्टवेयर नेटवर्क के अंग्रेजी संस्करण पर मेरे हाल के पोस्ट का एक मुफ्त अनुवाद है। तो उन जो विक्टोरिया झिस्लिना को विकी 13 से अधिक पसंद करता है जिन लोगों ने पहले से ही इस पोस्ट को देखा है, वे पहले और अंतिम पैराग्राफ को पढ़ सकते हैं जो मूल में नहीं हैं।

- सभी को नमस्कार, मुझे रूसी से C ++ प्रोग्राम कोड में अनुवादक की आवश्यकता है। खैर, यही है, मैं एक कार्य लिख रहा हूं, और अनुवादक सी ++ में इसके समाधान को लागू करता है। मुझे एक कहां मिल सकता है? यदि सी के लिए नहीं है, तो शायद अन्य भाषाओं के लिए हैं?

- हां, इसे विकास विभाग का प्रमुख कहा जाता है। यदि आप रूसी में एक कार्य लिखते हैं, तो आप इसे अधीनस्थों को देते हैं और यह कोड तैयार है! सी में भी, डेल्फी में भी, जावा में भी। मैंने इसकी जाँच की!

वे कहते हैं कि यह मजाक नहीं है, बल्कि प्रोग्रामिंग फोरम पर एक वास्तविक सवाल है। वे यह भी कहते हैं कि एक व्यक्ति मशीन की तुलना में अधिक चालाक है, जिसका अर्थ है कि वह उसकी मदद कर सकता है - उसके दिमाग को साझा कर सकता है। लेकिन ऐसे कई मामले हैं जब यह निश्चित रूप से करने योग्य नहीं है। परिणाम वही होगा जो अपेक्षित था।

यहाँ प्रसिद्ध ओपन सोर्स OpenCV लाइब्रेरी से एक अच्छा उदाहरण है:

cvtScale_( const Mat&amp; srcmat, Mat&amp; dstmat, double _scale, double _shift ) { Op op; typedef typename Op::type1 WT; typedef typename Op::rtype DT; Size size = getContinuousSize( srcmat, dstmat, srcmat.channels() ); WT scale = saturate_cast&lt;WT&gt;(_scale), shift = saturate_cast&lt;WT&gt;(_shift); for( int y = 0; y < size.height; y++ ) { const T* src = (const T*)(srcmat.data + srcmat.step*y); DT* dst = (DT*)(dstmat.data + dstmat.step*y); int x = 0; for(; x <= size.width - 4; x += 4 ) { DT t0, t1; t0 = op(src[x]*scale + shift); t1 = op(src[x+1]*scale + shift); dst[x] = t0; dst[x+1] = t1; t0 = op(src[x+2]*scale + shift); t1 = op(src[x+3]*scale + shift); dst[x+2] = t0; dst[x+3] = t1; } for( ; x &lt; size.width; x++ ) dst[x] = op(src[x]*scale + shift); } } 

यह चार, लघु, फ्लोट और डबल के साथ काम करने वाला एक सरल टेम्पलेट फ़ंक्शन है।
इसके लेखकों ने एसएसई-वेक्टराइजेशन के साथ कंपाइलर को 4 के आंतरिक लूप को तैनात करके और शेष डेटा पूंछ को अलग से संसाधित करने में मदद करने का निर्णय लिया।
क्या आपको लगता है कि आधुनिक संकलक (विंडोज के लिए) लेखकों के इरादे के अनुसार अनुकूलित कोड उत्पन्न करेंगे?
आइए इस कोड को इंटेल कंपाइलर 12.0 का उपयोग करके / QxSSE2 स्विच के साथ संकलित करके देखें (यह सत्यापित है कि अन्य SSEx और AVX विकल्पों का उपयोग करने से समान परिणाम मिलेगा)

और परिणाम काफी अप्रत्याशित होगा। संकलक के आउटपुट पर असेंबलर सूची निर्णायक रूप से दर्शाती है कि तैनात लूप वेक्टर नहीं है। कंपाइलर एसएसई निर्देश उत्पन्न करता है, लेकिन केवल स्केलर, वेक्टर नहीं। लेकिन बाकी डेटा - "पूंछ", जिसमें एक अनिर्धारित चक्र में केवल 1-3 डेटा तत्व होते हैं, को पूर्ण कार्यक्रम के अनुसार वेक्टर किया जाता है!

यदि हम लूप को हटा दें

 for( int y = 0; y < size.height; y++ ) { const T* src = (const T*)(srcmat.data + srcmat.step*y); DT* dst = (DT*)(dstmat.data + dstmat.step*y); int x = 0; for( ; x < size.width; x++ ) dst[x] = op(src[x]*scale + shift); } 

... और कोडांतरक को फिर से देखें (मैंने आपको इसके साथ नहीं डराया), हम पाएंगे कि अब चक्र पूरी तरह से सभी डेटा प्रकारों के लिए वेक्टरित हो गया है, जो निस्संदेह उत्पादकता बढ़ाता है।

निष्कर्ष : अधिक काम - कम प्रदर्शन। कम काम, अधिक। ऐसा हमेशा होता।

ध्यान दें कि Microsoft कंपाइलर, विज़ुअल स्टूडियो 2010 और 2008 में / आर्च के साथ: SSE2 स्विच उपरोक्त कोड को या तो विस्तारित या ध्वस्त रूप में सदिश नहीं करता है। उनके द्वारा निर्मित कोड, दोनों मामलों में उपस्थिति और प्रदर्शन दोनों में बहुत समान है। यही है, अगर इंटेल कंपाइलर के लिए लूप की तैनाती हानिकारक है, तो माइक्रोसॉफ्ट के लिए यह बस बेकार है :)।

लेकिन क्या होगा यदि आप अभी भी लूप की तैनाती को संरक्षित करना चाहते हैं - क्या यह आपके लिए स्मृति के रूप में महंगा है , लेकिन वेक्टराइजेशन भी चाहते हैं?

फिर नीचे दिखाए अनुसार इंटेल कंपाइलर प्रैग्मस का उपयोग करें:
#pragma simd

 for(x=0; x <= size.width - 4; x += 4 ) { DT t0, t1; t0 = op(src[x]*scale + shift); t1 = op(src[x+1]*scale + shift); dst[x] = t0; dst[x+1] = t1; t0 = op(src[x+2]*scale + shift); t1 = op(src[x+3]*scale + shift); dst[x+2] = t0; dst[x+3] = t1; } 

# प्रपौत्र नौसिखिया

 for( ; x <size.width; x++ ) dst[x] = op(src[x]*scale + shift); } 

और आखिरी वाला। साइकिल के अनियंत्रित होने से प्रदर्शन पर सकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है। लेकिन, सबसे पहले, वैश्वीकरण से संभावित लाभ अभी भी इस सकारात्मक प्रभाव को पार कर जाएगा, और, दूसरे, तैनाती को कंपाइलर को सौंपा जा सकता है, फिर वैश्वीकरण इस से ग्रस्त नहीं होगा। अन्य बातों के अलावा, मैं 27 अक्टूबर को एक वेबिनार में इस विषय को छूने की योजना बना रहा हूं।