设为首页收藏本站
开启辅助访问 切换到宽版

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › C++ 比 Octave 慢好多，怎么破？
12下一页
返回列表 发新帖
查看: 4130|回复: 27
打印 上一主题 下一主题

[信息技术] C++ 比 Octave 慢好多，怎么破？

[复制链接]
雷达
  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-12-25 23:22

    • 签到天数: 1182 天

    [LV.10]大乘
    跳转到指定楼层
    楼主
     楼主| 发表于 2022-9-23 06:27:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    本帖最后由 雷达 于 2022-9-23 06:29 编辑
    * ^' K, B4 m3 C2 L9 X# ^$ Q$ ^) Q0 G6 L! T. u5 S
    做一个数字信号处理的小算法，需要算互相关。, {/ x' Y  v! b6 _
    先用 Octave （兼容matlab 那个东东） 做了一下，感觉慢，走通后就用C++ 重写，结果比 Octave 还慢，目测能慢10倍，很不科学啊。9 F. M/ V0 s2 b. m( ]9 c5 l( N
    4 j; S- o7 {' V% o
    Octave的互相关有现成函数 xcorr,  C++ 需要自己写。互相关是一个一维矢量和一个二维数组里的矢量依次做。矢量里是复数数据，没有用 STL，自己做了个  Re/Im 的struct，其实就是两个四字节 float 。
    + [9 N7 D: u; i5 {互相关的最基本运算是两个复数的乘法，就是四次 float 乘法再相加，所以本质上影响速度的应该就是 float 乘法和加法。
    2 _: o" P3 _7 `6 V( M. J5 q6 T8 D1 V1 \" z  W
    C++ 用的是VS 社区版，估计编译器不给力，但也不至于差这么多啊。$ w) {- X6 z( R4 ^+ r' q  w' [

    ! q4 ~* p2 K8 n, u2 ?* f/ ]& H高手们给分析分析,  多谢了。( L3 T* Y) u  `9 S4 O/ I, ]

    评分

    参与人数 3爱元 +18 收起 理由
    helloworld + 4
    MacArthur + 4
    indy + 10 伙呆了

    查看全部评分

    回复

    使用道具 举报

    雷声

    该用户从未签到
    沙发
    发表于 2022-9-23 07:02:18 | 只看该作者
    互相关这种是最适合矢量化的，Octave应该是用SIMD 或者CUDA写了核心的计算部分。所以比没有优化的快很多。我差不多20年前做过类似的二维相关处理，优化过的比老师自己写的快了三四十倍，实验室的小崽子们怨声载道。因为本来等处理完一次数据需要差不多六七个小时，正好打游戏。优化完了之后不到二十分钟就好了。啥也干不了。+ {5 W+ s( E; g2 L$ \+ O$ M
    你想省事的话用Intel的IPP库，里面有现成的高度优化的互相关函数。或者用CUDA自己写一个。
    ' S- e! f) A% a) ]* a你做信号处理很熟的话，这个还可以用FFT来做。应该会更快一些。九十年代很多人这么处理，主要是那时候CPU实在太慢。现在基本用不着了。而且FFT前后处理比较麻烦，加窗什么的。

    点评

    给力: 5.0 油菜: 5.0
    涨姿势: 5.0
    住在乡下
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-23 22:31
    陈王奋起挥黄钺
    油菜: 5 给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-23 18:40
    马鹿
    油菜: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-23 11:16
    colin1992
    给力: 5
      发表于 2022-9-23 09:14

    评分

    参与人数 2爱元 +18 收起 理由
    雨楼 + 8
    colin1992 + 10

    查看全部评分

    回复 支持 1 反对 0

    使用道具 举报

    雷达
  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-12-25 23:22

    • 签到天数: 1182 天

    [LV.10]大乘
    板凳
     楼主| 发表于 2022-9-23 08:13:54 | 只看该作者
    本帖最后由 雷达 于 2022-9-23 08:15 编辑 3 [( g; Q( c* p& h6 i, R* ?
    雷声 发表于 2022-9-23 07:02
    8 j) F$ Y! z  M! S  `+ c互相关这种是最适合矢量化的，Octave应该是用SIMD 或者CUDA写了核心的计算部分。所以比没有优化的快很多。 ...
    ( @  o4 _; \7 V6 D2 `& Q
    + i0 r1 U" a' H+ k2 {1 H  i2 B
    嗯， 我就是觉得 FFT 反而麻烦，互相关代码本身倒真没有几行。那看来就用 octave 就好了，没必要再用C++重写了。* D, ^( P3 i5 `5 B
    另外，我现在就是用指针数组，如果用 STL 的Vector 会不会更快一些？
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    可梦之
  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-4-20 05:43

    • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体
    地板
    发表于 2022-9-23 09:18:16 | 只看该作者
    Octave/Matlab内部对数值计算做了很多并行和优化。内核甚至是用Fortran写的。你用C++重写，没有做并行优化，真未必比他们的性能好。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    阿忙
  • TA的每日心情
    奋斗
    2023-8-28 01:10

    • 签到天数: 1748 天

    [LV.Master]无

    5#
    发表于 2022-9-23 09:55:04 | 只看该作者
    Matlab不是浪得虚名的，要打败它还是要下点功夫才行
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    雷达
  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-12-25 23:22

    • 签到天数: 1182 天

    [LV.10]大乘
    6#
     楼主| 发表于 2022-9-23 11:00:38 | 只看该作者
    本帖最后由 雷达 于 2022-9-23 11:10 编辑
    - @( X! j9 _* d0 F* @( u# o2 V  B" V' e, N$ i4 D* f
    研究了一下，似乎可以用预处理指令对浮点运算做一些优化。这个问题比我最初想象的要复杂得多
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前

    • 签到天数: 3409 天

    [LV.Master]无

    7#
    发表于 2022-9-23 11:18:11 | 只看该作者
    汇编快！
    回复

    使用道具 举报

    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前

    • 签到天数: 1853 天

    [LV.Master]无

    8#
    发表于 2022-9-23 11:34:49 | 只看该作者
    本帖最后由 数值分析 于 2022-9-23 11:48 编辑 4 c$ s# w" H+ W9 S' z- ?
    / `1 O6 {; s4 {" y! x
    C++ code 用的是普通乘法？换成sse/avx向量乘法试试？
    $ S7 P" m" h2 }并且是单线程的？加个openmp并行试试  b* v" N! {; y3 l) `
    或者调用mkl 库的互相关函数试试/ i9 [% x- {- G2 q

    点评

    +1: 5.0 给力: 5.0
    涨姿势: 5.0
    住在乡下
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-23 22:32
    colin1992
    +1: 5
      发表于 2022-9-23 11:55
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    mark
  • TA的每日心情
    衰
    2024-2-11 13:31

    • 签到天数: 141 天

    [LV.7]分神
    9#
    发表于 2022-9-23 11:43:35 | 只看该作者
    马鹿 发表于 2022-9-23 11:18% k* L7 H# c+ ?+ f9 P0 a
    汇编快！
    , b; L4 W5 K) j, {% c0 F9 k, ]& O+ d
    这种问题的优化, 在语言层面没太大意义, c++和汇编没什么本质区别.4 B- j- H+ E/ \, D) e. Q- {3 W8 L
      n9 I* K4 b: D
    最好还是用高性能的计算库, 比如intel的ipp,或者看看gpu方面有没有类似的库.
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    走两步

    该用户从未签到
    10#
    发表于 2022-9-23 12:59:58 | 只看该作者
    涉及矩阵的用blas
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    雨楼
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51

    • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍
    11#
    发表于 2022-9-23 14:05:11 | 只看该作者
    实际使用中要考虑综合成本/时间。比如用octave /Python 解决起来简单。自己另起炉灶麻烦些。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    雷声

    该用户从未签到
    12#
    发表于 2022-9-23 15:48:12 | 只看该作者
    雷达 发表于 2022-9-23 08:137 C2 [# b6 ]6 E; G# v
    嗯， 我就是觉得 FFT 反而麻烦，互相关代码本身倒真没有几行。那看来就用 octave 就好了，没必要再用C++ ...

    6 ?4 ]: w: P* j8 v. U  RSTL对性能优化没什么帮助，只是写起来比较安全而已。
    $ R  i9 }+ b8 u下面数值分析回答的是对的，要么用avx自己写，要么就凑合用octave得了。0 p  g1 j( |. h3 E
    买个Ipp库虽然不贵，但是还是要几百刀的吧？
    : }4 N2 i0 N' ~4 n
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    四处张望
  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 01:27

    • 签到天数: 1605 天

    [LV.Master]无

    13#
    发表于 2022-9-23 16:05:15 | 只看该作者
    矩阵最简单用eigen，然后enable  avx2以上
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    马鹿
  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前

    • 签到天数: 3409 天

    [LV.Master]无

    14#
    发表于 2022-9-23 20:24:06 | 只看该作者
    mark 发表于 2022-9-22 22:43
    - @1 U6 }1 S+ s9 d  b这种问题的优化, 在语言层面没太大意义, c++和汇编没什么本质区别." @5 O7 q. ~( G+ n/ l% ~2 M4 d9 \4 ^

    3 A+ o, ?" W7 g7 q最好还是用高性能的计算库, 比如inte ...
      ]' x. G+ Q& M2 Z3 d8 X4 S
    我不是it的，说汇编是起哄呢
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    沉宝

    该用户从未签到
    15#
    发表于 2022-9-23 20:53:40 | 只看该作者
    雷声 发表于 2022-9-23 15:48
    & B4 R3 M) T2 W& e( a: KSTL对性能优化没什么帮助，只是写起来比较安全而已。. B) i3 N5 q4 Y! l% Y* B7 I
    下面数值分析回答的是对的，要么用avx自己写，要么 ...

    4 w" N6 S$ r/ l8 C+ o: M你觉得在用AVX自己写与用GPU加速的Octave之间，谁有可能性能上超出？（基于中等价位的硬件水平）
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    数值分析
  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前

    • 签到天数: 1853 天

    [LV.Master]无

    16#
    发表于 2022-9-23 21:37:24 | 只看该作者
    本帖最后由 数值分析 于 2022-9-23 23:50 编辑
    - p1 C. T0 Z- p5 ?- o8 b( b
    沉宝 发表于 2022-9-23 20:53+ S( Z8 Y* N4 w' X
    你觉得在用AVX自己写与用GPU加速的Octave之间，谁有可能性能上超出？（基于中等价位的硬件水平） ...

    . j" C$ Z4 |1 @* k0 ]& G1 m; p
    5 I; G7 s. O5 ^* ^; a2 b必然是GPU啊，10来个核心对上千个计算单元。。。+ X3 E0 P( u# j) H0 F1 f' P

    8 T; E- H) S$ v. n" G有道是 双拳难敌四手 一虎不如群狼
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    ltpub

    该用户从未签到
    17#
    发表于 2022-9-26 18:34:55 | 只看该作者
    先用性能探查器看下热点在哪里，用前面坛友们的方法针对性优化下，满足了应用需求就收手（心中牢记那句箴言：又不是不能用！）
    - U! [6 s7 P( M  g! |
    7 o  r; r. O1 {8 z( r# ^不知道vs的社区版带不带性能探查器，不行的话用pro/ent试用几天应该是不违规的，实在不行把C++编译到Linux下，那perf工具可就多了去了
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    机器猫
  • TA的每日心情
    奋斗
    2020-2-8 10:08

    • 签到天数: 2 天

    [LV.1]炼气
    18#
    发表于 2022-9-26 23:30:40 | 只看该作者
    mark 发表于 2022-9-23 11:434 r6 C& w9 H% g$ j8 G
    这种问题的优化, 在语言层面没太大意义, c++和汇编没什么本质区别.. ~* t5 M1 t5 L3 ^
    5 m& d/ h$ @  p. f
    最好还是用高性能的计算库, 比如inte ...
    * {% }8 ?, p" L5 |: [1 h3 V: E3 k
    区别还是很大的。编译器的优化还到不了那种程度。
    0 L/ t$ \9 t) m你说的那些“高性能的计算库”很多估计都是专门的人用汇编手工优化出来的。那个得对要优化的系统非常熟悉的人来干，打个比方那条指令用在哪个地方会导致cache需要加载，这些都必须考虑到0 x* B5 d0 _9 A& {

    - ^- a+ d- ~7 L( i. I当然对于调用这些库的代码来说，一般C和汇编区别不大
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    沉宝

    该用户从未签到
    19#
    发表于 2022-10-2 01:38:20 | 只看该作者
    现在进展怎么样了？
    4 k% ~/ c5 [* l/ k  X+ i- s3 x; w3 s+ I( c" O5 ^& p' A# @
    想了解一下你问题的规模：  r6 ^. d: U. r' A  _! D
    1) 你说互相关是一个一维矢量和一个二维数组里的矢量依次做，那么这个二维数组有什么特殊意义吗？需要对所有维度按列操作并返回一个矩阵，还是就是简单的一对一算过去？换一句话，本质上要的是一个1-维互相关算法，还是N-维互相关算法。
    0 x: ^; v5 M1 [% y: y; b2) 矢量和一个二维数组的长度大概是多少？" E$ e$ E& H9 P* U
    3) Octave 大约跑了多长时间，你心里期望的速度大约是多少？
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    雷达
  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-12-25 23:22

    • 签到天数: 1182 天

    [LV.10]大乘
    20#
     楼主| 发表于 2022-10-2 03:04:55 | 只看该作者
    本帖最后由 雷达 于 2022-10-2 03:06 编辑
    4 E: n: c& @: {2 {6 Q
    沉宝 发表于 2022-10-2 01:38
    3 x5 z; F0 M2 r# ~: O: h: d  T' B现在进展怎么样了？8 I7 P7 ?% l( f+ q
    * `* u( G& T6 b
    想了解一下你问题的规模：

    / B- u/ S4 J  |  T+ C! H$ m$ M% x/ |$ E, c! b4 M6 x& |% O
    多谢关注。3 o4 R1 O9 Y1 Z/ F; J: E( j
    规模还比较大，一个至少3万*3万的二维浮点复数矩阵，用一个4000点复数矢量对矩阵的每一个3万点矢量做互相关，重复3万次这种互相关。 " j4 W8 \& q$ c9 C, R
    我已经试验成功了 AVX 算浮点内积和 VS 优化， 再加上多核并行，我希望能至少和 octave 打平。但现在手头有其他事，还没有时间改正式代码。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    下一页 »
    12下一页
    返回列表 发新帖

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2025-4-4 10:09 , Processed in 0.050761 second(s), 19 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表