筑波大学大学院インテル特别讲义.doc

筑波大学大学院特別講義筑波大学情報工学研究科専攻XXXX学籍番号XXXX課題C(lap.c)最適化作業lap.c示Intel Xeon E5-2699V32個用上実行，最適化。時行作業。、 事前調査） 実行環境実行環境Intel Xeon E5-2699V3個用PC。E5-2699v3Haswell基18x86-64 CPU。命令SSEAVX2。） 最適化主機能、浮動小数点数二次元配列扱。、非常基本的方法使。配列関計算、二重配列値逐一計算。初期化時sin、cos計算多時間使。自身実行時実行回数指定可能、実行時間表示。、 最適化環境：Intel Xeon E5-2699V3 x 2、32GB以上RAM、OSCentOS向Linux使用：、Intel C+ Composer XEIntel VTune Analyzer XE最新版、C、OpenMP開発第日：文前、自動化禁止文入。、icc-O0-O2、基本機能、計算結果Intel動作確認。第日：Intel-vec-report機能使用、化箇所原因探。、論理構造実行結果変前提、化箇所修正。第日：前日続、化可能自動的化（外層）部分#pragma simd化強制。、性能妨問題（）、限解決。変換場合、行。第日：並列化段階入。-par引数自動並列化有効化、-par-report並列化箇所原因探。各文前、並列化強制文入。第日第日：前見化並列化箇所原因、書直前提総合的最適化案提出、実証。第日第日：効率良、並列化向（OpenCL、OpenMP）書直、前最適化案比較。、最適化結果予期確認方法実行環境性能、数両方非常良。、化並列化両方性能影響当。、今回最適化最適化結果予期、自身構造考。大体部分。計算使用二次元配列、固定、時間複雑度考無視。初期化部分検証部分、回実行、反復回数対時間複雑度O(1)。主要計算行関数lap_main、入力反復回数回行、内変数使、時間複雑度O(n)。反復回数多、O(1)部分計算時間無視良、lap_main考。lap_main内、先言及中三子。最初、変数10倍数判断。計算時間（回整数比較）比、無視。、一二重(XSIZE-2)*(YSIZE-2)回浮動小数点数代入、二次元配列一部内容；一(XSIZE-2)*(YSIZE-2)回、浮動小数点数回足算、回割算、回代入。毎回計算独立、前回計算結果依存。従、配列内容完全並列化。、一、割算前回足算結果依存、並列化。定数4.0割算、浮動小数点数割算命令遅、定数0.25掛算自動的書換場合。Intel 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference ManualAppendix C、HaswellAVX使場合、256掛算（VMULPD）遅延（）足算（VADDPD）遅延（）約1.67倍。代入考、遅延正常。、Amdahl法則利用、理論上、36並列化最大性能向上倍。加、化x87計算比、化AVX計算方速、1.1-1.5倍性能出、最終的理論性能向上値最適化前約4倍。総体的性能向上確認、clock()精度低測定方法以外、外部rdtsc用、Vtune性能計測専用使。、最適化対象方法関数main: 二次元配列初期化。起動時間影響。最適化方法並列化。関数lap_main: 二次元配列、二配列用計算二。最適化方法化並列化。関数verify: 二二次元配列含数値差総和計算。最適化方法並列化。、最適化対象最適化問題点、静的二次元配列精度浮動小数点数記録。今段階10000x10000足、規模拡大足。malloc()、考書直考。lap_main中二子、一回実行操作量少、自動並列化不向。要、二子統合。最適化最後、並行化特化書直決定。手順行、C最適化限界、手動最適化結果速書容易。課題解答以上。課題 社CPU他社製品比較、最強向CPU対決存知、現在x86-64向CPU市場、二会社製品分。IntelAMD系CPU、1998年Pentium II vs K6-2、会社参入激性能市場競争続。現時点（2015年6月8日）Intel社AMD社向最強CPU仕様比較。製品名Intel Core i7-5960XAMD FX-9590HaswellPiledriver製造Intel 22nm 3D Tri-GateSOI HKMG 32nmLGA 2011-v3Socket-AM3+数(数)8(16)8(8)定格3.0 GHz4.7 GHz最大3.5 GHz5.0 GHzQPI、6.4GT/sHyperTransport、2.4GHzL164 KB x 8384 KBL2256 KB x 82 MB x 4L320 MB8 MB命令x86,x87,x86-64,MMXSSE,SSE2,SSE3,SSE4AVX,AVX2,FMA,AES-NI,VT-xx86,x87,x86-64,MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSE4AVX,FMA,AES,AMD-VGPUDDR4-2133DDR3-2133TDP140W220 W発売日2014年8月29日2013年7月6日価格（）$1000$269表最強CPU仕様比較二CPU比、Core i7-5960x優以下。）自社工場自社優製造製造。Intel、半導体製造者（TSMC、GlobalFoundries、）、常優位性保。例Intel14nm量産化Core M出荷2014年9月、半導体製造者14nm量産始。2015年3月最初Intel以外14nm（Samsung Exonos 7420）出荷。製造優位性、他社高基本性能低電力消費。）命令多。i7-5960xAVX2、FX-9590。）数同、周波数低、最終的性能i7-5960x方良。AnandTech、各項目、i7-5960x方成績高。Intel優位性明示。）消費電力低。i7-5960xTDPFX-959080W低、先通性能優位性、性能対消費電力比、i7-5960x方遥優。AMD FX-9590優以下。）性能対価格良。同AnandTech、FX-5950性能i7-5960x80%、性能i7-5960x6080%。、FX-9590価格i7-5960x4分1。）同AnandTech、性能i7-5960x低、差小。AMD、Pentium4時代伝統的向印象。化、遅。最新FPS、二以上物理CPU充分活用例少。、同性能使、対CPU性能影響重要。結論、Intel製造Haswell優位性、i7-5960x性能電力消費明AMDFX-9590圧倒。、性能対価格面、FX-9590方上。、将来CPU提案現在CPU性能発展、大体Moore法則従。、法則失効。0.25um、0.18um、0.13um32nm、22nm、14nm小、量子力学領域入、小物理的極限達。従、Intel含各CPUSoC設計者、性能上昇、化、並列化異種混在（GPU、DSPCPUdie入）力入。、対反応遅。科学計算約20年、約10年前対応、一般向、未一二使多。最近領域、Apple社独自A7、A8性能ARM系CPU遥超。明化難向最適化。、物理極限来前、私向CPU現在、数増続正思。一方CPU、TDP拘高性能出。SoC、一部Android SoC数4以上増必要、Apple総消費電力抑前提、性能向上優先発展良思。参考資料Wikipedia, /wiki/List_of_AMD_FX_microprocessorsThe Intel Haswell-E CPU Revi