设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 4842|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]
  • 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 2 A% ]7 m0 Q8 v6 r% f: ~
    5 L0 ^7 J% f1 ?7 z$ M7 `
    做一个数字信号处理的小算法,需要算互相关。
    9 Z- x( i/ D% H  U% z2 Q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。0 ^: Q+ ~8 O2 X5 G1 P" H0 s

    / [/ B& m7 `+ r3 ~- o1 A& lOctave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 。
    # ]5 J4 |2 s  y% M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。' y4 _. G; Y" ~5 `

    - F0 t7 a! f3 c3 @+ o0 YC++ 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。
    ( O+ C; d* |8 k" P6 \
    . f  y* u/ w1 l; y高手们给分析分析,  多谢了。7 L" r. \, U; K" K3 s9 F

    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

    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。
    % E* r' [3 F/ r) g1 O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。& M, v& W( k9 M
    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
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-23 22:31
    油菜: 5 给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-23 18:40
    油菜: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-9-23 11:16
    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

  • 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 ( D9 m4 c2 y4 @! Q) J0 K3 t
    雷声 发表于 2022-9-23 07:02: H* b5 ^) {( V$ k5 L
    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。 ...

    ' P4 y; I  I' R" t9 R
    & t2 L/ T* K/ Z7 v' J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。6 g$ R' n* A: S+ O; {* @
    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

  • 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

  • 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

  • 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
    7 X- D% {: L" ?5 u7 L9 J1 \! W  A& Y1 M$ J6 W% A+ p6 X& 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

  • TA的每日心情
    开心
    11 小时前
  • 签到天数: 3527 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

  • TA的每日心情

    3 天前
  • 签到天数: 1935 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 7 y7 K9 x' Q! R" n+ C
    8 H  _' x, r9 L/ F! u' m! ~
    C++ code 用的是普通乘法?换成sse/avx向量乘法试试?+ G* A6 C2 B7 y+ {# S
    并且是单线程的?加个openmp并行试试* ]: t/ j) L9 I8 b- }, i
    或者调用mkl 库的互相关函数试试' U" j: ^3 d1 L3 z: e

    点评

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

    使用道具 举报

  • TA的每日心情

    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
    . u0 W/ K! c, l1 v0 t& w( Z汇编快!

    * A* U1 R. M7 W6 C/ N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.; Y  e3 ~7 y3 B/ q7 Q$ z4 b

    7 d1 ?5 x6 ~4 z% G" c# X9 Q/ Q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

    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

  • 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

    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 08:13
    ) Q; |1 F% l( G4 ?" |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++ ...

    $ h7 |+ l- e3 K  }3 R& J& ISTL对性能优化没什么帮助,只是写起来比较安全而已。
      T1 X' {! P2 G+ C- G+ `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。# G9 |$ n1 c5 I6 W* H# M1 W  V
    买个Ipp库虽然不贵,但是还是要几百刀的吧?
      @5 R+ l- u& j7 W8 V
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    郁闷
    2025-7-18 13:05
  • 签到天数: 1642 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

  • TA的每日心情
    开心
    11 小时前
  • 签到天数: 3527 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 22:436 L: E2 N/ K$ d6 h% c
    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.
    3 I8 ~5 v7 k! X+ R1 u; E! h" X$ V, s  k' R
    最好还是用高性能的计算库, 比如inte ...

    " L& `/ k+ c. {! b4 R" y9 \我不是it的,说汇编是起哄呢
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    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) Q+ e: o* t; u2 H* P  ?
    STL对性能优化没什么帮助,只是写起来比较安全而已。) o8 g3 J. r) E+ O! p
    下面数值分析回答的是对的,要么用avx自己写,要么 ...
    ( E/ R+ g2 y0 X. X, C$ B# P3 W
    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

  • TA的每日心情

    3 天前
  • 签到天数: 1935 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 7 q" g2 {" I. u4 a2 x
    沉宝 发表于 2022-9-23 20:53" I: J) p% b& L  _$ s
    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) ...

    : n7 n, B; _) N* ]* q& N9 H: Y$ @& I  I2 Z( W- E
    必然是GPU啊,10来个核心对上千个计算单元。。。
    0 g; n9 w1 j9 U4 k4 Y6 X+ L3 P; \1 K2 F; I
    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

    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!7 {. u' W& ?- W! r7 e# y- d3 h
    0 S  e* x' }  H# \
    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

  • 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 11:43
    + r$ F3 N5 R9 @; R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.  R9 {0 B/ s4 U0 q. J
    3 y. r' Y2 B, t+ ]) i# R$ Y
    最好还是用高性能的计算库, 比如inte ...
    4 o% o" @- M) K. F& ]1 M4 [4 E
    区别还是很大的。编译器的优化还到不了那种程度。
    3 k. E8 X: W, \" c1 ]1 i0 }/ ^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/ w0 m1 E3 i" \- i! o+ t
    # J& P+ N2 P. E" \
    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

    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?
    # @2 U6 z& a# a  o) [: S5 h
    ( P5 E8 ]% t4 x. R6 ^8 Q想了解一下你问题的规模:
    : ]: C4 g# U) K$ u3 y4 m0 p1) 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。
    . S: |( h  y$ O2) 矢量和一个二维数组的长度大概是多少?
    # J' ~" F6 z( Y3) 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

  • 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
    - P' N/ h( @1 o* ^: F1 ]
    沉宝 发表于 2022-10-2 01:38
    ' u; O: `0 j; ]现在进展怎么样了?. u3 [6 {# S9 \+ z$ ^! F
      [" P3 U+ G5 |/ @8 L, `
    想了解一下你问题的规模:
    , c& K/ A  @9 P; `# L7 ]

    9 S$ F3 O1 s/ N" d7 O$ t# P/ Z0 A多谢关注。/ X$ |0 z# J$ Z' l+ 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。 5 c' t: X1 Y4 B: p0 @6 n
    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

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2025-7-31 13:39 , Processed in 0.046778 second(s), 23 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表