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c++ - 在展开的链表上运行大约需要 40% 的代码运行时间——有什么明显的方法可以优化它吗？

coder 2023-06-03 原文

我是名为 vampire (http://github.com/richard-evans/vampire) 的开源科学代码的作者，计算密集型意味着代码性能的任何改进都可以显着增加可以完成的研究量。这段代码的典型运行时间可能是数百个核心小时，所以我一直在寻找提高代码性能关键部分的方法。但是，我有点卡住了下面这段看起来相对无害的代码，它占运行时间的 40% 左右:

for (int atom = start_index; atom < end_index; atom++){
    register double Hx = 0.0;
    register double Hy = 0.0;
    register double Hz = 0.0;
    const int start = atoms::neighbour_list_start_index[atom];
    const int end = atoms::neighbour_list_end_index[atom] + 1;
    for (int nn = start; nn < end; nn++){
        const int natom = atoms::neighbour_list_array[nn];
        const double Jij = atoms::i_exchange_list[atoms::neighbour_interaction_type_array[nn]].Jij;
        Hx -= Jij * atoms::x_spin_array[natom];
        Hy -= Jij * atoms::y_spin_array[natom];
        Hz -= Jij * atoms::z_spin_array[natom];
    }
    atoms::x_total_spin_field_array[atom] += Hx;
    atoms::y_total_spin_field_array[atom] += Hy;
    atoms::z_total_spin_field_array[atom] += Hz;
}

此代码的函数和变量的高级概述如下:有一个物理 vector 的一维数组(为了内存缓存目的，每个分量 x,y,z 分成三个一维数组， atom::x_spin_array 等)称为“spin”。这些自旋中的每一个都与其他一些自旋交互，并且所有交互都存储为一维邻居列表(atoms::neighbour_list_array)。每个原子的相关交互列表由两个单独数组中相邻 listarray 的开始和结束索引确定。在计算结束时，每个原子自旋都有一个有效场，它是相互作用的 vector 和。

考虑到少量的代码和它占用的运行时间的相当大一部分，我已经做到了最好，但我觉得必须有一种方法可以进一步优化它，但作为物理学家而不是计算机科学家，我可能错过了什么？

最佳答案

您在连续数据上得到了一个恒定的乘法、减法和加法流。这似乎是 SSE 的理想用途。如果它的内存带宽有限，那么 OpenCL/CUDA 代替。

尝试使用 this如果您不熟悉所有低级指令，请使用库。

该内部循环可能会被显着重组，可能会导致加速。

关于c++ - 在展开的链表上运行大约需要 40% 的代码运行时间——有什么明显的方法可以优化它吗？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/17795143/

mdashampatomsarraysectionc++performanceoptimization

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