インテル® Fortran コンパイラー 14.0 ユーザー・リファレンス・ガイド
インテル® Fortran コンパイラーの自動並列化機能は、入力プログラムのシリアル部分を同等のマルチスレッド・コードに自動的に変換します。 自動並列化機能は、ワークシェア候補のループを特定し、正しい並列実行を確認するためにデータフロー解析を行います。また、OpenMP* 宣言子のプログラミングに必要な場合には、スレッドコード生成のデータをパーティショニングします。OpenMP* と自動並列化機能では、マルチプロセッサー・システム、デュアルコア・プロセッサー・システム上の共有メモリーによるパフォーマンス・ゲインも実現します。
自動パラレライザーは、アプリケーション・ソース・コード中のループのデータフローを解析して、安全かつ効率的に並列実行可能なループに対するマルチスレッド・コードを生成します。
これにより、対称型マルチプロセッサー (SMP) システムの並列アーキテクチャーを活用できます。
インテル® Fortran コンパイラーのガイド付き自動並列化機能は、並列化を行える可能性のあるシリアルコードの部分を見つけるのに役立ちます。 [Q]guide コンパイラー・オプションを使用して、並列化、ベクトル化、データ変換に関するアドバイスを得られます。
ワークシェア候補であるループを見つける。
正しい並列実行を確認するためにデータフロー解析を行う。
OpenMP* 宣言子のプログラミングに必要な場合、スレッドコード生成のデータをパーティショニングする。
OpenMP* 宣言子はシリアル・アプリケーションを素早く並列アプリケーションに変換できますが、開発者は、並列処理を含み、適切なコンパイラー宣言子を追加するアプリケーション・コードの特定部分を明示的に識別する必要があります。[Q]parallel オプションで起動された自動並列化は、並列処理を含むループ構造を自動的に識別します。 コンパイル中、コンパイラーは、並列処理のためにコードシーケンスを別々のスレッドに自動的に分割しようと試みます。ほかに開発者にかかる負荷はありません。
Linux* または OS X* システムで、自動並列化を使用するプログラムを実行するには、プログラムをコンパイルおよびリンクする際に、-parallel コンパイラー・オプションを含める必要があります。
このオプションを使用すると、互換マイクロプロセッサーおよびインテル製マイクロプロセッサーの両方で並列化が有効になります。実行ファイルは、互換マイクロプロセッサーよりもインテル製マイクロプロセッサーにおいてより優れたパフォーマンスが得られる可能性があります。また、並列化は、/arch (Windows*)、-m (Linux* および OS X*)、[Q]x などの特定のオプションによる影響を受けます。
シリアルコードは分割できるので、コードを複数のスレッドで同時に実行することができます。例えば、次のようなシリアルコードの例を考えてみます。
例 1: オリジナルのシリアルコード |
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subroutine ser(a, b, c) integer, dimension(100) :: a, b, c do i=1,100 a(i) = a(i) + b(i) * c(i) enddo end subroutine ser |
次の例は、2 つのスレッドで同時に実行できるように、前の例で示したループの反復空間を分割する方法を示しています。
例 2: 変換された並列コード |
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subroutine par(a, b, c) integer, dimension(100) :: a, b, c ! スレッド 1 do i=1,50 a(i) = a(i) + b(i) * c(i) enddo ! スレッド 2 do i=51,100 a(i) = a(i) + b(i) * c(i) enddo end subroutine par |
ベクトル化の自動処理機能は、並列で実行できるプログラム内の演算を検出し、シーケンシャル・プログラムをデータ型に応じて、2、4、8、または 16 までの要素を 1 つの演算で処理するように変換します。場合によっては、自動並列化とベクトル化を組み合わせて最良のパフォーマンスを得ることができます。下記のコードでは、スレッドレベルの並列処理は最外ループで、命令レベルの並列処理は最内ループで使用できます。
このオプションを使用すると、インテル製マイクロプロセッサーおよび互換マイクロプロセッサーの両方で、デフォルトの最適化レベルのベクトル化が有効になります。ベクトル化により呼び出されるライブラリー・ルーチンは、互換マイクロプロセッサーよりもインテル製マイクロプロセッサーにおいてより優れたパフォーマンスが得られる可能性があります。また、ベクトル化は、/arch (Windows*)、-m (Linux* および OS X*)、[Q]x などの特定のオプションによる影響を受けます。
例 |
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DO I = 1, 100 ! 異なるスレッドで反復のグループを実行 (TLP) DO J = 1, 32 ! マルチメディア拡張を含む SIMD スタイルで実行 (ILP) A(J,I) = A(J,I) + 1 ENDDO ENDDO |
OpenMP* 宣言子を各自のコードに追加するだけの簡単な処理で、開発者はシーケンシャル・プログラムを並列プログラムに変換できます。次に、コード内の OpenMP* 宣言子の例を示します。