为什么启动gfortran编译器优化时matmul会变慢？
如果我在Mac上使用gfortran (Homebrew GCC 8.2.0)来编译下面的简单程序，而不需要优化(-O0)，那么对matmul的调用就会在大约90毫秒内执行。如果使用任何优化(标志为-O1、-O2或-O3)，则执行时间将增加到250毫秒左右。我尝试为inVect和matrix使用各种不同的大小，但在所有情况下，-O0选项的性能都比其他三个优化标志至少高出2.5倍。如果我使用只有几百个元素的较小的矩阵，但是循环多次调用来匹配，那么性能的影响就更糟了，接近10倍。
有什么办法可以避免这种行为吗？我需要在代码的某些部分使用优化，但同时，我也希望尽可能高效地执行矩阵乘法。
我用命令sandbox.f90编译包含下面代码的文件gfortran -ON sandbox.f90，其中N是一个优化级别0-3 (没有使用其他编译器标志)。outVect的第一个值被打印出来仅仅是为了防止gfortran优化变得聪明，并且完全跳过对matmul的调用。
我是Fortran新手，所以如果我错过了一些显而易见的事情，我会提前道歉。
program main
implicit none
real :: inVect(20000), matrix(20000,10000), outVect(10000)
real :: start, finish
call random_number(inVect)
call random_number(matrix)
call cpu_time(start)
outVect = matmul(inVect, matrix)
call cpu_time(finish)
print '("Time = ",f10.7," seconds. – First Value = ",f10.4)',finish-start,outVect(1)
end program main回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2021-03-18 13:13:48
首先，考虑到我可能错了。我第一次看到这个问题，我和你一样惊讶。
我刚刚研究了这个问题，我理解如下。优化-O0，O3，Ofast和.是为大多数一般(频繁)情况而写的。但是，在某些情况下(当-O3比-O*<-O3效率低时)，优化会导致一个缺点。这是因为这些优化调用导致特定任务执行时间更短的隐式标志。对于您的情况，-O3规定，除其他外，所有matmul()函数都将内联。这样的事情通常是好的，但是对于这个函数的大数组或多个调用来说不是必要的。不知何故，内联matmul()的成本比内联函数获得的增益更重要(至少我是这样认为的)。
为了避免这种行为，我建议使用标志-O3 -finline-matmul-limit=0来取消matmul函数的内联。使用标志-O3 -finline-matmul-limit=0会导致执行时间不超过为-O0获得的时间。
您可以使用-finline-matmul-limit=n，只有当所涉及的数组小于n时，才能内联matmul函数。为了简单起见，我使用n=0。
我希望这对你有帮助。
https://stackoverflow.com/questions/66682180
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