14、OpenMP应用性能评估与自适应并行性探讨

OpenMP应用性能评估与自适应并行性探讨

在并行计算领域，OpenMP作为一种新兴的共享内存编程的行业标准，为程序员提供了便利，使其无需处理节点数量、数据分区或节点间数据通信等底层问题。本文将围绕OpenMP应用的性能评估以及任务并行程序的自适应并行性展开探讨。

1. OpenMP应用性能评估

1.1 快速傅里叶变换程序

快速傅里叶变换（FFT）程序采用Cooley - Tukey算法进行实践。该程序分为两个阶段：
- 第一阶段 ：对数据进行置乱以实现原地操作。首先将数组分成两个子数组，然后并行地对每个子数组进行划分，直到数组大小小于某个特定值。接着对数据进行置乱，此阶段结束。
- 第二阶段 ：对这些数据进行乘法运算。该阶段与第一阶段类似，先并行地将数组划小，然后进行计算。在实验中，元素大小为256MB。

1.2 顺序开销

为了比较可扩展性，我们对比了Omni、Omni/ST和gcc的单处理器性能。将gcc的执行时间归一化为1（值越小速度越快），由于Omni和Omni/ST都使用gcc作为后端，因此它们的串行性能应该没有显著差异。具体开销情况如下：
|应用程序|Omni/ST相对于gcc的开销|Omni和Omni/ST的差异|
| ---- | ---- | ---- |
|矩阵乘法|8%|/|
|其他应用|1 - 3%|1 - 2%（除皇后问题为5%）|

这表明Omni和Omni/ST的串行性能与后端C编译器几乎相同。

1.3 可扩展性

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