Wypełnij histogramy (redukcja tablicy) równolegle z OpenMP bez użycia sekcji krytycznej
Chciałbym równolegle wypełniać histogramy za pomocą OpenMP. Wymyśliłem dwie różne metody robienia tego za pomocą OpenMP w C / C ++.
Pierwsza metodaproccess_data_v1
tworzy prywatną zmienną histogramuhist_private
dla każdego wątku wypełnia je równolegle, a następnie sumuje prywatne histogramy na udostępniony histogramhist
wcritical
Sekcja.
Druga metodaproccess_data_v2
tworzy wspólną tablicę histogramów o rozmiarze tablicy równym liczbie wątków, wypełnia tę tablicę równolegle, a następnie sumuje udostępniony histogramhist
równolegle.
Druga metoda wydaje mi się lepsza, ponieważ pozwala uniknąć krytycznej sekcji i sumuje histogramy równolegle. Wymaga to jednak znajomości liczby wątków i wywołaniaomp_get_thread_num()
. Na ogół staram się tego unikać. Czy jest lepszy sposób na wykonanie drugiej metody bez odwoływania się do numerów wątków i używanie współużytkowanej tablicy o rozmiarze równym liczbie wątków?
void proccess_data_v1(float *data, int *hist, const int n, const int nbins, float max) {
#pragma omp parallel
{
int *hist_private = new int[nbins];
for(int i=0; i<nbins; i++) hist_private[i] = 0;
#pragma omp for nowait
for(int i=0; i<n; i++) {
float x = reconstruct_data(data[i]);
fill_hist(hist_private, nbins, max, x);
}
#pragma omp critical
{
for(int i=0; i<nbins; i++) {
hist[i] += hist_private[i];
}
}
delete[] hist_private;
}
}
void proccess_data_v2(float *data, int *hist, const int n, const int nbins, float max) {
const int nthreads = 8;
omp_set_num_threads(nthreads);
int *hista = new int[nbins*nthreads];
#pragma omp parallel
{
const int ithread = omp_get_thread_num();
for(int i=0; i<nbins; i++) hista[nbins*ithread+i] = 0;
#pragma omp for
for(int i=0; i<n; i++) {
float x = reconstruct_data(data[i]);
fill_hist(&hista[nbins*ithread], nbins, max, x);
}
#pragma omp for
for(int i=0; i<nbins; i++) {
for(int t=0; t<nthreads; t++) {
hist[i] += hista[nbins*t + i];
}
}
}
delete[] hista;
}
Edytować: Na podstawie sugestii @HristoIliev stworzyłem ulepszoną metodę o nazwieprocess_data_v3
#define ROUND_DOWN(x, s) ((x) & ~((s)-1))
void proccess_data_v2(float *data, int *hist, const int n, const int nbins, float max) {
int* hista;
#pragma omp parallel
{
const int nthreads = omp_get_num_threads();
const int ithread = omp_get_thread_num();
int lda = ROUND_DOWN(nbins+1023, 1024); //1024 ints = 4096 bytes -> round to a multiple of page size
#pragma omp single
hista = (int*)_mm_malloc(lda*sizeof(int)*nthreads, 4096); //align memory to page size
for(int i=0; i<nbins; i++) hista[lda*ithread+i] = 0;
#pragma omp for
for(int i=0; i<n; i++) {
float x = reconstruct_data(data[i]);
fill_hist(&hista[lda*ithread], nbins, max, x);
}
#pragma omp for
for(int i=0; i<nbins; i++) {
for(int t=0; t<nthreads; t++) {
hist[i] += hista[lda*t + i];
}
}
}
_mm_free(hista);
}