自動並列化

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* ディレクティブ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。

自動並列化は、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。

自動並列化は、次のような開発者の負担を軽減します。

• 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* ディレクティブ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* ディレクティブはシリアル・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・ディレクティブ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。

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。

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。

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

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

!OMP$ PARALLEL PRIVATE(NUM), SHARED (X,A,B,C) 
! 並列実行領域を定義します
!OMP$ PARALLEL DO 
! 暗黙的に 1 つの DO ディレクティブを
! 含む並列領域を指定します
DO I = 1, 1000
  NUM = FOO(B(i), C(I))
  X(I) = BAR(A(I), NUM) 
! FOO と BAR にその他の効果がないことを仮定します
ENDDO