使用 OpenMP 时代码执行速度较慢

Question

我正在尝试使用 OpenMP 加快以下代码的执行速度。该代码用于计算 mandelbrot 并将其输出到 canvas.

该代码在单线程上运行良好，但我想使用 OpenMP 使其更快。我尝试了各种私有变量和共享变量的组合，但到目前为止似乎没有任何效果。使用 OpenMP 时，代码总是比没有它时运行得慢一点（50 000 次迭代 - 慢 2 秒）。

我正在使用 Ubuntu 16.04 并使用 GCC 进行编译。

void calculate_mandelbrot(GLubyte *canvas, GLubyte *color_buffer, uint32_t w, uint32_t h, mandelbrot_f x0, mandelbrot_f x1, mandelbrot_f y0, mandelbrot_f y1, uint32_t max_iter) {
mandelbrot_f dx = (x1 - x0) / w;
mandelbrot_f dy = (y1 - y0) / h;
uint16_t esc_time;
int i, j;
mandelbrot_f x, y;

//timer start
clock_t begin = clock();

#pragma omp parallel for private(i,j,x,y, esc_time) shared(canvas, color_buffer)
for(i = 0; i < w; ++i) {
    x = x0 + i * dx;
    for(j = 0; j < h; ++j) {
        y = y1 - j * dy;
        esc_time = escape_time(x, y, max_iter);

        canvas[ GET_R(i, j, w) ] = color_buffer[esc_time * 3];
        canvas[ GET_G(i, j, w) ] = color_buffer[esc_time * 3 + 1];
        canvas[ GET_B(i, j, w) ] = color_buffer[esc_time * 3 + 2];

      }
}

//time calculation
clock_t end = clock();
double time_spent = (double)(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("%f\n",time_spent );
}

escape_time代码使用的函数：

inline uint16_t escape_time(mandelbrot_f x0, mandelbrot_f y0, uint32_t max_iter) {
mandelbrot_f x = 0.0;
mandelbrot_f y = 0.0;
mandelbrot_f xtemp;
uint16_t iteration = 0;
while((x*x + y*y < 4) && (iteration < max_iter)) {
    xtemp = x*x - y*y + x0;
    y = 2*x*y + y0;
    x = xtemp;
    iteration++;
}
return iteration;

}

代码来自此存储库https://github.com/hortont424/mandelbrot

Answer 1

首先，就像评论中提示的那样，使用 omp_get_wtime() 而不是 clock()（它会给你所有线程累积的时钟滴答数）测量时间。第二，如果我没记错的话，这个算法有负载均衡的问题，所以尽量使用动态调度：

//timer start
double begin = omp_get_wtime();

#pragma omg parallel for private(j,x,y, esc_time) schedule(dynamic, 1)
for(i = 0; i < w; ++i) {
    x = x0 + i * dx;
    for(j = 0; j < h; ++j) {
        y = y1 - j * dy;
        esc_time = escape_time(x, y, max_iter);

        canvas[ GET_R(i, j, w) ] = color_buffer[esc_time * 3];
        canvas[ GET_G(i, j, w) ] = color_buffer[esc_time * 3 + 1];
        canvas[ GET_B(i, j, w) ] = color_buffer[esc_time * 3 + 2];

      }
}

//time calculation
double end = omp_get_wtime();
double time_spent = (double)(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
printf("%f\n",time_spent );

Answer 2

有人建议我的问题是由使用 clock() 函数引起的，该函数测量 CPU 时间。使用 omp_get_wtime() 解决了我的问题。

使用 OpenMP 时代码执行速度较慢

Code execution slower with OpenMP

c

performance

multithreading

openmp

mandelbrot