インテル® C++ コンパイラー 19.0 デベロッパー・ガイドおよびリファレンス
インテル® C++ 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® C++ 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。
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。
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 macOS*)、[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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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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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。
次の例では、並列化とベクトル化による利点を明示的に得るためのコードの記述方法を示します。[Q]parallel オプションを使用して下記のコードをコンパイルすると、コンパイラーは外側のループを並列化して、最内ループをベクトル化します。
例 |
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正しいオプションを使用して上記の例をコンパイルすると、コンパイラーは次のような結果を表示します。
vectorization.c(18) : (列 6) リマーク: ループがベクトル化されました。 vectorization.c(16) : (列 3) リマーク: ループが自動並列化されました。
OpenMP* ディレクティブ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。OpenMP* ディレクティブを有効にするには、[Q]openmp オプションを指定する必要があります。
次の例では、コード内で OpenMP* プラグマを使用する 1 つの方法を示します。
例 |
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OpenMP* を使用するオプションは、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利用可能ですが、両者では結果が異なります。両者の結果が異なる可能性のある OpenMP* 構造および機能の主なリストは次のとおりです: ロック (内部的なものおよびユーザーが利用可能なもの)、SINGLE 構造、バリア (暗黙的および明示的)、並列ループ・スケジュール、リダクション、メモリーの割り当て、スレッド・アフィニティー、バインド。
並列化レポートを生成するには、-qopt-report-phase=par (Linux* および macOS*) または /Qopt-report-phase:par (Windows*) と -qopt-report=n (Linux* および macOS*) または /Qopt-report:n (Windows*) を一緒に指定します。デフォルトでは、中レベルの詳細 (n=2) が含まれる自動並列化レポートを生成します。異なる詳細レベルのレポートを生成するには、[Q]opt-report オプションと [Q]opt-report-phase の引数を変更します。n=5 を指定すると、最大限の情報を含むレポートが生成されます。
次のようなコマンドを入力して、レポートを生成します。
オペレーティング・システム | コマンド |
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Linux* |
icpc -c -parallel -qopt-report-phase=par -qopt-report:5 sample.cpp |
macOS* |
icl++ -c -parallel -qopt-report-phase=par -qopt-report:5 sample.cpp |
Windows* |
icl /c /Qparallel /Qopt-report-phase:par /Qopt-report:5 sample.cpp |
レポートは、デフォルトでオブジェクト・ファイルと同じディレクトリーに出力され、ファイル名はオブジェクト・ファイルと同じで拡張子は .optrpt になります。上記のコマンドライン例では、sample.optrpt という名前の出力ファイルが生成されます。異なる出力ファイル名を指定するには、[Q]opt-report-file を使用します。stdout または stderr に出力するには、引数 stdout または stderr を指定します。
次のサンプルコードを使って、完全な診断レポートを生成してみましょう。
例 |
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上記のコードに対し、コンパイラーは次のような診断レポートを出力します。ほとんどの場合、この情報から処理について知ることができます。
並列化レポートの例 |
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レポート生成オプションの詳細は、「最適化レポートオプション」を参照してください。