行列積プログラム:CPUでの場合

出典: トータル・ディスクロージャ・サイト(事実をありのままに)

 CPUとGPGPUの速度を比較するため、WVさんに簡単な例を作ってもらいました。行列と行列の積を求めるプログラムです。実用的なプログラムでもよく使われます。BLASを使えばいいじゃないかという突っ込みには、あくまでも例題という事で。言語はFortranを使います。HPC用途のプログラムはFortranで書かれている事が多いのと、FortranでGPGPUという記事も少ないので。

 これからいくつかに分けてプログラムを紹介していきます。最初は、CPUで実行する例です。コンパイラはPGIのFortranコンパイラを使います。GPGPUでも同じFortranコンパイラを使うので、敢えてIntelコンパイラは使いません。CPUでもGPGPUでも同じコンパイラでプログラミングできる利便性に焦点を当てます。

 速度を比較するのは、CPUでの例、全く同じプログラムにディレクティブを入れるだけでGPGPUで実行する例、CUDAぽいFortranプログラムの例、Shared Memoryを使って最高速にしたFortranプログラムの例です。今日は時間がないので、最初のCPUでのプログラムをアップするだけにとどめます。

 このプログラムの実行時間は約45秒でした。続きは来週に。

 $ pgf95 -V

pgf95 10.2-0 64-bit target on x86-64 Linux -tp nehalem-64 
Copyright 1989-2000, The Portland Group, Inc.  All Rights Reserved.
Copyright 2000-2010, STMicroelectronics, Inc.  All Rights Reserved.
$ cat matmul.f95
PROGRAM MATMUL
  INTEGER, PARAMETER :: N = 4000
  REAL :: A(N, N), B(N, N)
  REAL*8 :: SUM
  DO J = 1, N
     DO I = 1, N
        A(I, J) = REAL(I * N + J) / REAL(N * N)
     END DO
  END DO
  CALL CPU_TIME(T1)
  DO J = 1, N
     DO I = 1, N
        B(I, J) = 0.0
        DO K = 1, N
           B(I, J) = B(I, J) + A(I, K) * A(K, J)
        END DO
     END DO
  END DO
  CALL CPU_TIME(T2)
  WRITE(*, *) T2 - T1, 'SEC'
  SUM = 0.0
  DO J = 1, N
     DO I = 1, N
        SUM = SUM + B(I, J)
     END DO
  END DO
  WRITE(*, *) 'CHECKSUM =', SUM
END PROGRAM MATMUL
$ pgf95 -fastsse matmul.f95 -o matmul
$ ./matmul
    44.69213     SEC
 CHECKSUM =    16017339241.10097     
$

--ケンちゃん 2010年3月5日 (金) 16:43 (JST)


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