取模 乘法和除法運算在CPU和GPU上的效率
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問題:
將整數n分解為i和j,滿足下面關係:
n = j * idim + i
其中idim為常量。
以下為三種演算法實現:
1) i = n % idim,j = (n - i) / idim
2) j = n * ridim,i = n - j * idim,其中ridim = 1.0f / idim,為浮點數。
3) i = n % idim,j = (n - i) * ridim,其中ridim = 1.0f / idim,為浮點數。
CPU上的實現程式碼如下:
// 演算法1for(int ii, i = 0; i < size; i++){ ii = N[i] % IDIM; I[i] = ii; J[i] = (N[i] - ii) / IDIM;}// 演算法2:R1 = 1.0f/IDIM for(int i=0,j=0;i<size;i++){ j = floor(N[i]*R1); I[i] = N[i] - j*IDIM; J[i] = j;}// 演算法3:R1 = 1.0f / IDIMfor(int i = 0, ii = 0; i < size; i++){ ii = N[i] % IDIM; I[i] = ii; J[i] = (N[i] - ii) * R1;}
GPU上的實現程式碼如下:
// 演算法1__global__ void kernel1(int *N, int *I, int *J, int IDIM, int JDIM){ int tid = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x; if(tid < IDIM * JDIM) { int n = N[tid]; int i = n % IDIM; I[tid] = i; J[tid] = (n - i) / IDIM; }}// 演算法2:R1 = 1.0f/IDIM__global__ void kernel2(int *N, int *I, int *J, int IDIM, int JDIM){ int tid = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x; int n, j; if(tid < IDIM * JDIM) { n = N[tid]; j = floor(n*R1); I[tid] = n - j * IDIM; J[tid] = j; }}// 演算法3:R1 = 1.0f / IDIM__global__ void kernel3(int *N, int *I, int *J, int IDIM, int JDIM, float R1){ int tid = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x; if(tid < IDIM * JDIM) { int n = N[tid]; int i = n % IDIM; I[tid] = i; J[tid] = (n - i) * R1; }}
計算效率如下:
N = 1000000, IDIM = 1000, JDIM = 1000
Core2 Q6600:
演算法1: 17 ms
演算法2: 34 ms
演算法3: 16 ms
GTX280:
演算法1: 0.36 ms
演算法2: 0.14 ms
演算法3: 0.23 ms
CUDA Visual Profiler的檢測結果顯示: 演算法1的指令數高達98xxx,而演算法2指令數僅為29xxx,演算法3的指令數為65xxx。整數除法再一次應驗了手冊上的那句話:
Integer division and modulo operation are particularly costly and should be avoided...
但是好像取模運算並沒有想象中的那麼慢。
結論:
對於CPU,最好採用取模運算,整數除法和單精度乘法的效率差不多。
對於GPU,採用浮點運算最快,其次是取模運算,整數除法最慢。
http://www.cnblogs.com/codezhang/archive/2009/06/19/1506532.html