Vereinfachung von Schleifen

Eine weitere Ursache für schlechte Vektorisierung sind zu große oder zu komplizierte Schleifen. Obwohl der Compiler auch Schleifen mit IFs in vielen Fällen vektorisieren kann, nimmt doch die Geschwindigkeit gegenüber Schleifen ohne IF ab. Man sollte daher immer versuchen, IFs aus Schleifen zu ziehen und sie, falls möglich, zu zerhacken. Die Auswirkungen dieser Strategie sehen wir an folgendem Beispiel:

      PROGRAMM BEISPIEL

      REAL*4    A(100,100)

      CALL MAKE_ID1(A,100)
      CALL MAKE_ID2(A,100)

      END


      SUBROUTINE  MAKE_ID1(A,N)

      REAL*4  A(N,N)
      INTEGER N
      INTEGER I, J

      DO I = 1, N
         DO J = 1, N
            IF (I .EQ. J) THEN
               A(I, J) = 1.0
            ELSE
               A(I, J) = 0.0
            ENDIF
         ENDDO
      ENDDO

      END

      SUBROUTINE  MAKE_ID2(A,N)

      REAL*4  A(N,N)
      INTEGER N
      INTEGER I, J

      DO I = 1, N
         DO J = 1, N
            A(I, J) = 0.0
         ENDDO
         A(I, I) = 1.0
      ENDDO

      END

Obwohl in MAKE_ID2 die Diagonal-Elemente zweimal besetzt werden, zeigt eine Laufzeit-Analyse mit dem CXpa, daß diese Routine fast 6x schneller läuft! Zum Vergleich die Zeiten jeweils für -O1 und -O2:

       Routine     -O1     -O2

       MAKE_ID1    3.354m  0.571m
       MAKE_ID2    1.737m  0.106m

Normalerweise würde man sich wohl mit dem Vektorisierungsgewinn von MAKE_ID1 zufrieden geben - und dabei eine ganze Menge verschenken!