Сравниваю скорость перемножения двух векторов valarray и последующего присвоения третьему вектору, скорость перемножения двух массивов и присвоение результата третьему в обычном цикле и скорость перемножения двух массивов и присвоение результата третьему с использованием векторных расширений. С векторизацией я не знаком и делаю это в первый раз.
Получил следующие значения средних времён вычислений, приведённых к массивам типа double длинной 1 млрд.: valarray - 4.30241 сек.; в обычном цикле - 1.10416 сек.; с использованием векторных расширений - 1.14358 сек.
Результат получен на основе 300 прогонов для массивов длинной 20 млн. Конфигурация Release и платформа x64. Процессор 4000 серии Ryzen, если это имеет значение.
Сам вопрос: почему valarray работает так медленно и почему при обычном перемножении в цикле результат лучше, чем с использованием векторных расширений?
На вторую часть вопроса я частично получил ответ тут: http://ssd.sscc.ru/sites/default/files/content/attach/317/lecture2015_10_vectorization.pdf Но тогда скорости должны были быть как минимум равны, а с использованием векторных расширений получилось медленнее, значит я что-то не правильно делаю.
Ниже сам код программы. Реализацию класса Timer взял от сюда: https://ravesli.com/urok-129-tajming-koda-vremya-vypolneniya-programmy/
#include <iostream>
#include <valarray>
#include <immintrin.h>
#include <chrono>
class Timer{
private:
using clock_t = std::chrono::high_resolution_clock;
using second_t = std::chrono::duration<double, std::ratio<1>>;
std::chrono::time_point<clock_t> m_beg;
public:
Timer() : m_beg(clock_t::now()) {
}
void reset() {
m_beg = clock_t::now();
}
double elapsed() const {
return std::chrono::duration_cast<second_t>(clock_t::now() - m_beg).count();
}
};
#define _mm256_mul_t _mm256_mul_pd
#define type double
#define __m256_t __m256d
int main() {
Timer t;
double t_1{ 0. }, t_2{ 0. }, t_3{ 0. };
size_t m{ 5000000 }, n_cyc{ 10 }, st{ sizeof(type) }, step{ 256 / 8 / st }, n{ m * step };
std::valarray<type> varr_1(type(2), n), varr_2(type(3), n), varr_3(type(0), n);
type *arr_1{ new type[n] }, *arr_2{ new type[n] }, *arr_3{ new type[n] };
for (size_t i{ 0 }; i < n; ++i) {
arr_1[i] = type(2);
arr_2[i] = type(3);
arr_3[i] = type(0);
}
//первый тест
for (size_t count{ 0 }; count < n_cyc; ++count) {
t.reset();
varr_3 = varr_1 * varr_2;
t_1 += t.elapsed();
for (size_t i{ 0 }; i < varr_3.size(); ++i) {
varr_3[i] = type(0);
}
}
//второй тест
for (size_t count{ 0 }; count < n_cyc; ++count) {
t.reset();
for (size_t i{ 0 }; i < n; ++i) {
arr_3[i] = arr_1[i] * arr_2[i];
}
t_2 += t.elapsed();
for (size_t i{ 0 }; i < n; ++i) {
arr_3[i] = type(0);
}
}
//третий тест
for (size_t count{ 0 }; count < n_cyc; ++count) {
t.reset();
for (size_t i{ 0 }; i < n; i += step) {
*(__m256_t *)(arr_3 + i) = _mm256_mul_t(*(__m256_t *)(arr_1 + i), *(__m256_t *)(arr_2 + i));
}
t_3 += t.elapsed();
for (size_t i{ 0 }; i < n; ++i) {
arr_3[i] = type(0);
}
}
//результат
t_1 /= double(n_cyc) * double(n) * 1.e-9;
t_2 /= double(n_cyc) * double(n) * 1.e-9;
t_3 /= double(n_cyc) * double(n) * 1.e-9;
std::cout << "valarray\t" << t_1
<< "\nindex\t\t" << t_2
<< "\nm256_t\t\t" << t_3
<< std::endl;
delete[] arr_1;
delete[] arr_2;
delete[] arr_3;
return 0;
}