Hesaplamalara karşılık arama maliyetleri

Ben bir mesafe kriteri sağlandığında olmadığını kontrol etmek hesaplamaları yapmak isteyen am: Bir vektör arasındaki mesafe olduğunu ve anter vektör az bazı değer daha olmalı . Verilerim dikey bir koordinat ızgarasına göre bölümlendi. Kesim, en yakın komşu koordinatların uç noktaları arasındaki mesafeden daha küçük olduğu için, şeylerin doğru ayarlanıp ayarlanmadığını kontrol etmek için bir "oktant" değişkeni eklemek istiyorum:${\bf x}_i$${\bf x}_j$$r_{\rm max}$

if octant[j] in allowed_list continue

"kısa devre" olarak

if dist(x[i], x[j]) < r_max

Benim sorum: Boole aramaları ve karşılaştırmaları kayan nokta işlemlerine göre hesaplama ne kadar verimli? Bu modern mimariler üzerinde yapmaya değer mi?

Temel kuralım, çift kesinlik değeri başına 50 flopten daha az bir miktarda verimli bir şekilde hesaplayabiliyorsanız (FPU'nun iyi kullanımı), yeniden hesaplamak saklamaktan daha iyidir. On yıllardır istikrarlı olan eğilim, kayan nokta kapasitesinin bellek performansından daha hızlı gelişmesi ve hızlı belleğin fiziksel kısıtlamaları ve enerji gereksinimleri nedeniyle atılma olasılığı yoktur. 50 değeri, tüm popüler bilgi işlem platformları (Intel / AMD, Blue Gene ve GPU'lar) için doğru büyüklüktedir.

Çekirdek başına yaklaşık maliyet tahminleri

[2011/2012 Intel ve AMD tabanlı makineler için yönergeler]

• $0.05$ ns: veri bağımlılıkları ve aralıklı çarpma / ekleme olmadan bir vektörize kodun bir parçası olarak bir çift duyarlıklı kayan nokta işlemi yapma zamanı
• $0.2$ ns: vektörizasyon veya veri bağımlılıkları olmadan bir vektörize edilmemiş kayan nokta işlemi yapma zamanı
• $0.4$ ns: vektörleştirme veya veri bağımlılıkları olmadan, ancak araya eklenmiş çarpma / ekleme (1 saat döngüsü) olmadan bir vektörize edilmemiş kayan nokta işlemi yapma süresi
• $0.4$ ila ns: referans L1 önbelleği$0.8$
• $2$ ns: bir kayan nokta işleminin gecikmesi (vectorized ya da vector)
• $3$ ila ns: mükemmel önceden getirilmiş ve tam olarak kullanılan akışın bir parçası olarak bellekten bir çift kesinlik değeri yükleme süresi$5$
• $3$ ila ns: dolaylı işlev çağrısı (sanal yöntem veya işlev işaretçisi, kayıt basıncı olmadan)$5$
• $5$ ns: koşullu dal yanlış tahmin
• $4$ ila ns: bir bölüm için zaman (vektörlenmiş veya değil, diğer talimatlarla aynı anda çalışamaz)$8$
• $12$ ns: L1 önbellek yerel L2'den memnun
• $12$ ns: en iyi durum karşılaştırma ve değiştirme veya getirme ve ekleme atomik talimatı
• $30$ - ns: Önbellek hattının yerel olarak kullanılabildiği L1 yazma önbellek kaçırma veya atomik talimat, ancak mevcut çekirdek özel erişim elde etmek zorundadır$50$
• $100$ ns: önbellek veya bellekten memnun önbellek kaçırma veya atomik talimat
• $10^3$ ns ( s): süslü bir ağ için donanım ağı gecikmesi$1$ $\mu$
• $10^4$ ns ( s): ağa iyi eşlendiğinde düşük veri komşu değişimi$10$ $\mu$
• $10^6$ ns (1 ms): paralel dosya sisteminde dosya oluşturma süresi (işlem başına)
• $2\cdot 10^6$ ns (2 ms): MPI_Allreducebüyük bir makinede küçük veriler (örn. Bir norm veya nokta ürün)
• $10^7$ ns (10 ms): yerel disk araması
• $5\cdot 10^8$ ns (500 ms): kullanılabilir tüm belleği yeniden yazma süresi
• $1.8\cdot 10^{12}$ ns (0.5 saat): tüm makine durumunu diske kontrol etme süresi

daha fazla okuma

• Agner Fog'un talimat tabloları
• Her Programcının Bilmesi Gereken Gecikme Sayıları
• Paul McKenney iş parçacığı üzerinde slaytlar