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标题: 极限测试之Matlab与Forcal有无JIT加速器的比较 [打印本页]

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作者: forcal    时间: 2011-8-2 07:31
标题: 极限测试之Matlab与Forcal有无JIT加速器的比较
1、简单循环
* J( U, q; h3 o9 w/ m2 @9 o
) r. \7 D* J8 d5 `0 X7 r0 XMatlab 2009a在运行以下代码时使用了JIT加速器，获得了和C/C++近乎相同的运行速度：

1. clear all
   1 \9 F$ p7 I3 u2 B% ~
2. tic
   
3. s=0;
   3 x# P* j0 P# ~  {$ ?
4. for k=1:10000
   5 s/ q. j- s: p3 Y: {2 g' F' b
5.   for i=1:1000
   
6.     s=s+1;
   ) q. p/ Q9 w, o$ b- w6 Q
7.   end
   
8. end
   
9. s
   ) W+ k" x. T6 A  S5 J0 O
10. toc
    ' E  p7 m" z6 X+ _% R2 F
11. 
    / Z& c1 a/ `  z4 V% e8 y
12. s =
    0 t2 U7 k% [+ @( `5 a5 p
13. 
    - ]6 m+ g; T3 A5 w% n, r+ w/ O
14.     10000000
    1 `  m9 L, y7 \1 S* [8 O# ?0 R5 A( K
15. 
    
16. Elapsed time is 0.092808 seconds.

复制代码

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

Forcal没有JIT加速器，代码：

1. !using["sys"];
   
2. mvar:
   ( H$ F8 Q9 Y0 j& V$ j
3. t0=clock(),
   
4. s=0,
   
5. k=0, while{k<10000,
   1 d: J  L# n6 E5 }9 i, p
6.   i=0, while{i<1000,s=s+1, i++},
   
7.   k++
   7 K+ F$ C6 R  i
8. },
   
9. s;
   
10. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
10000000.
" W1 v8 \4 r! ?8 L$ P0.704  秒

二者运行效率相差7倍多。
, v+ X0 P7 K" Y4 D
" |' c0 n. ~6 H9 [( [( O2 H2、循环中稍微加点东西

6 W, l4 D5 R$ L4 `+ w0 @4 R3 NMatlab代码：

1. clear all
   
2. tic
   
3. s=0;
   
4. for k=1:1000
   2 q8 h0 u4 l6 m4 K  P0 @/ ?
5.   for i=1:1000
   
6.     s=s+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i);
   & t+ c/ }4 I$ o( ?" U
7.   end
   " q' E! e8 p1 b4 J6 [( U$ z8 s% u
8. end
   $ v- [: k  I1 A/ m' v# N$ l% O
9. s
   
10. toc
    ( t8 r* W* _& |+ ]$ Y
11. 
    
12. s =
    
13. 
    $ z  J8 O  F7 o
14.   1.1009e+007
    + s- T, Y7 @# Z8 l  W% _
15. 
    + p. W: Z4 r* b4 F7 q; R
16. Elapsed time is 0.727535 seconds.

复制代码

Forcal代码：

1. !using["sys"];
   % |) @  \+ i1 P. i% S) }$ q
2. mvar:
   
3. t0=clock(),
   " O4 x$ ^1 W, x5 o" m$ T& E4 R
4. s=0,
   
5. k=1, while{k<=1000,
   
6.   i=1, while{i<=1000, s=s+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i), i++},
   
7.   k++
   & B: S( D  `% x
8. },
   , Q3 D5 t: ~  h0 |8 ~
9. s;
   
10. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
6 g8 _  Y" W* P" |$ v0 `# P11008953.66602346
1.031
. s$ M; q9 A# ~$ G0 E8 w0 j
# B3 g* V1 G9 w% n" L二者效率相差已比较小。
2 ~) T( K& m5 g+ _
3、再增加一个函数调用
' `/ E! m9 R' a8 X! `  ?
' I& @" F$ ~2 z8 t* q3 |4 CMatlab代码：

1. clear all
   & y( j- g; s  c1 O+ @8 ?
2. f=@(x)x+1;
   
3. tic
   
4. s=0;
   * k, \( p" A7 T% K
5. for k=1:1000
   
6.   for i=1:1000
   4 [& ~8 u3 h1 U, e1 p
7.     s=s+f(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i);
   
8.   end
   5 m4 l0 I9 e) I+ e0 C) l
9. end
   ) j9 q, R$ s0 N' {
10. s
    , K9 ]/ @* ^2 y2 w5 m( X
11. toc
    , M) _) Z! t' I1 ]
12. 
    , J$ W4 i, j9 j" J; V
13. s =
    
14. 
      [' ~  C3 G' H; f4 p
15.   5.1251e+008
    
16. 
    
17. Elapsed time is 2.173128 seconds.

复制代码

Forcal代码：

1. !using["sys"];
   
2. f(x)=x+1;
   % S; H' ^1 `, ]9 g& I& R
3. mvar:
   
4. t0=clock(),
   ( H, G6 B' [' {! t, L# ~2 W
5. s=0,
   + K* }2 |8 G, C& y: }% K
6. k=1, while{k<=1000,
   
7.   i=1, while{i<=1000, s=s+f(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i)+1+sin(i), i++},
   
8.   k++
   
9. },
   4 R8 r6 L/ u' E$ N4 Q5 N
10. s;
    2 U' q+ Z( ~% H) J0 u' q4 A4 l
11. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
, o* H( w9 Z' T& S# Q6 T0 p512508953.6658993
# X" S$ i% V3 \& H) a+ o1.078

1 d3 @8 E" H7 s. z可以看出，Matlab效率已不及Forcal。
故JIT加速器虽好，但效果似乎并不明显。

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作者: 海水    时间: 2011-8-2 08:12

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作者: forcal    时间: 2011-8-2 08:45
4、在JIT加速器下，Matlab的数组存取效率非常高

Matlab代码：

1. >> clear all
   
2. a = linspace(1,1,1000);
   # B* f2 P2 E5 ^; X
3. tic
   
4. for k=1:10000
   
5.   for i=1:1000
   
6.     a(i)=2;
   
7.   end
   
8. end
   0 J( W- I0 ~, b
9. toc
   8 S8 o- @/ T( {3 `$ d; S
10. 
    
11. tic
    
12. s=0;
    ' K2 `) H1 y. _% \+ F. L3 T
13. for k=1:10000
    
14.   for i=1:1000
    7 E. m7 o0 c+ ?$ R, L: H2 E9 n$ J2 D
15.     s=s+a(i);
    
16.   end
    1 m* C$ ~! S7 M. u8 t% a: _3 }& ~
17. end
    9 b1 u3 u3 X$ b& P0 f; ~
18. s
    
19. toc
    
20. Elapsed time is 0.140658 seconds.
    # S# d  V5 c2 _( T5 M
21. 
    
22. s =
    " }) [3 ~' N6 f! B$ E
23. 
    + a3 i2 n, a. V, f) Z: M
24.     20000000
    
25. 
    
26. Elapsed time is 0.091794 seconds.

复制代码

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
$ a# D# @- i* }' m; a" y+ }
Forcal代码：

1. !using["math","sys"];
   
2. mvar:
   
3. main0(::a)=
   
4. a = linspace(1,1,1000),
   
5. t0=clock(),
   
6. k=0, while{k<10000,
   
7.   i=0, while{i<1000, a(i)=2, i++},
   
8.   k++
   " _8 u3 B! z% o2 ~) ]+ d$ N
9. },
   ( A( q4 m; y- [  i- V- u: r
10. [clock()-t0]/1000;
    ! c* B. b, p* G) U  u
11. 
    7 K% R  F8 H5 ~% {9 B; e9 [0 u* e
12. main1(::a)=
    $ d" T6 O4 J4 K  ?( y5 I9 h1 ]; E
13. t0=clock(), s=0,
    1 Z0 ^* \  ^' r. ?* @1 `& P
14. k=0, while{k<10000,
    8 F, m! x% d, H% ^4 z9 i  S% @3 K
15.   i=0, while{i<1000, s=s+a(i), i++},
    
16.   k++
    ! N# |0 I: F  E8 c; ^
17. },
    
18. s;
    8 W# [1 U6 ], w- K& X* t) {6 |( H
19. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
15.484  //存数据所用时间，秒
20000000.
5.531   //取数据所用时间，秒

0 D1 y& v3 z" N+ y4 u; D! `－－－－－－－－－－
1 ?" B0 X+ o5 b) m9 t0 F
6 R! }  Z% ~5 O/ k- w+ U用函数sys::A()存取数组数据效率稍高些：

1. !using["math","sys"];
   0 v6 K! o7 d. e. h; [
2. mvar:
   ) `) @9 u! Z8 g3 e8 Z
3. main0(::a)=
   $ `8 e/ V& A4 h" z5 P5 j: m
4. a = linspace(1,1,1000),
   9 P9 F/ e6 W' F, [/ a9 y
5. t0=clock(),
   
6. k=0, while{k<10000,
   4 w$ P& Z  y1 W( T! Q6 r
7.   i=0, while{i<1000, A(a,i)=2, i++},
   ( t0 A+ I6 v8 m+ ?" M( X$ M
8.   k++
   1 b- A' n5 E0 q$ N8 A
9. },
   # J! k, u/ K6 r
10. [clock()-t0]/1000;
    
11. 
    
12. main1(::a)=
    
13. t0=clock(), s=0,
    
14. k=0, while{k<10000,
    
15.   i=0, while{i<1000, s=s+A(a,i), i++},
    : V# o6 s3 X8 Y( Z' a5 ]
16.   k++
    
17. },
    
18. s;
    $ Q: T) h; a- L- M! j0 J
19. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
" ]/ }; F' @4 \% U6 v10.469
20000000.
$ q5 G* V8 n  U* B0 u, J3.781
) x( N' ]$ F3 E0 q
－－－－－－－

/ t% U) v: _  W在不使用函数sys::A()时，Forcal存数组数据耗时与matlab之比约110:1，取数组数据耗时与matlab之比约60:1。
在使用函数sys::A(  )时，Forcal存数组数据耗时与matlab之比约75:1，取数组数据耗时与matlab之比约41:1。

matlab的JIT加速器对数组元素的存取效果是明显的，获得了与C/C++近乎相同的存取效率。
- A& y% w* N3 p8 c( t! O3 Z
! X- W2 I6 @) C0 cForcal之所以存取比较慢，原因在于动态数组由扩展库提供，数组元素的存取由函数的层层调用来实现。不过，数组元素的存取效率体现了Forcal对扩展库中任意对象的存取效率。

, i/ T( y9 \  x6 I0 a5、在循环中加点东西
1 A" b" r* y% F; P/ T7 l; @9 ~; N
matlab代码：

1. >> clear all
   
2. f=@(x)x+1;
   , x( [! S8 l. O, }3 g2 L5 O
3. a = linspace(2,2,1000);
   
4. tic
   
5. s=0;
   
6. for k=1:1000
   
7.   for i=1:1000
   
8.     s=s+f(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i))+1+sin(a(i));
   8 l, Q9 |, \8 L; g
9.   end
   
10. end
    5 i3 L, h- V+ s$ s0 H1 S! N
11. s
    
12. toc
    0 f0 y" }6 x% N" t/ ?; W5 s9 q( [
13. 
    5 w7 \) r' c" K6 S" {* F! _' A0 G3 p$ A
14. s =
    - f/ q7 {" \% I: Z
15. 
    
16.   2.4002e+007
    # \% o# U# l, l4 F  i/ P
17. 
    
18. Elapsed time is 2.252997 seconds.

复制代码

Forcal代码：

1. !using["math","sys"];
   * P& [  q. `" t
2. mvar:
   
3. f(x)=x+1;
   
4. main0(::a)=
   
5. a = linspace(2,2,1000),
   - b2 ^8 C& t5 ]2 \
6. t0=clock(), s=0,
     @+ `# A& @' A! I& J* |  o
7. k=0, while{k<1000,
   3 k- v5 D0 {0 K* w0 _' F& K
8.   i=0, while{i<1000, s=s+f(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i))+1+sin(A(a,i)), i++},
   
9.   k++
   
10. },
    
11. s;
    1 _9 w/ _* \4 z1 Y
12. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
9 t4 H- F# T: Z* `# j24002271.69189384
! B) R$ v, }" B1 b8 f5.172

' y( I1 @2 f4 v二者效率现在只有一倍差距。
+ _/ F4 B* C7 }4 t: P1 q. a
－－－－－－－－－－
9 G& Z; D. w, I# e. i9 k2 m
, f0 S1 f# H" @2 `4 T- K不过，显然matlab和Forcal的程序应该这样写：
7 i7 A: d. Z# f5 M4 C
matlab程序：

1. clear all
   
2. f=@(x)x+1;
   : Y; C5 P4 R, u' w. K9 X/ y+ m
3. a = linspace(2,2,1000);
   
4. tic
   0 P4 Y$ C; q) ]* w8 T% U4 ]! U: `
5. s=0;
   5 l6 ?# |! \+ R+ k9 H+ J
6. for k=1:1000
   2 @+ `0 o$ o3 m# a% H: ]: U5 f; V+ g# C
7.   for i=1:1000
   8 M% j+ Z. j- f4 H" J, I& K3 X" V
8.     t=a(i);
   ; W( B1 J, E4 U7 i) i: w
9.     s=s+f(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t);
   
10.   end
    
11. end
    ! U+ ~: |$ ?* c$ L
12. s
    
13. toc
    7 l/ q/ h6 r8 N: u! S$ ~1 \
14. 
    
15. s =
    
16. 
    
17.   2.4002e+007
    5 b7 ^3 i1 P7 {+ f7 C7 e' b
18. 
    
19. Elapsed time is 2.043909 seconds.

复制代码

Forcal程序：

1. !using["math","sys"];
   . t) Y; y4 V+ s& N- X" T& J- b" c
2. mvar:
   , }+ t0 j: |$ l
3. f(x)=x+1;
   8 T6 l: `* [4 r
4. main0(::a)=
   
5. a = linspace(2,2,1000),
     p, o& q& g4 d6 ]7 t' U* `7 r/ h
6. t0=clock(), s=0,
   
7. k=0, while{k<1000,
   5 }) _( C& C5 h
8.   i=0, while{i<1000, t=a(i), s=s+f(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t)+1+sin(t), i++},
   $ D  R3 \! v: `- G7 }; l
9.   k++
   ) `; B1 ?% E+ g9 F& H
10. },
    
11. s;
    
12. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
) _8 [. ]3 G# L# B" q, u24002271.69189384
- Q+ \) a; W5 X# [1 q) A1.625

& }# B" r& Q- c3 [& y1 w) A2 Nmatlab效率已不及Forcal。

5 s# ~# W2 G0 h0 e9 q提示：目前Forcal对数组元素存取效率较低，要想提高效率：（1）用临时变量暂存数组元素；（2）用专用函数sys::GA( )和sys::SA( )一次存取大量连续元素；（3）对数组整体操作。

---

作者: forcal    时间: 2011-8-2 09:27
在这里顺便说一下Forcal静态数组，静态数组是用字符串模拟的，但数组元素存取效率非常高，约是C/C++静态数组元素存取效率的1/5左右。

Forcal代码：

1. !using["sys"];
   : t; H' h) g3 o( O
2. mvar:
   & d+ I9 ]4 a* |1 U" q+ f. @
3. a="\&\[1000]"/4,    //用字符串模拟静态数组
   - l3 j( o6 p% }7 @7 _
4. t0=clock(),
   & C; m% l! \0 C! _
5. k=0, while{k<10000,
   
6.   i=0, while{i<1000, setn(a+i,2), i++},   //用函数setn(a+i,2)对静态数组元素赋值
   2 u/ N% Z: I' E- i" [
7.   k++
   
8. },
   9 C6 n! V$ }; [$ ]# \; F
9. [clock()-t0]/1000;
   , F" Y8 }! M& l3 }9 t
10. 
    
11. a="\&\[1000]"/4,    //用字符串模拟静态数组
    
12. i=0, while{i<1000, setn(a+i,2), i++},      //用函数setn(a+i,2)对静态数组元素赋值
    & j; p, e" Z  ^1 h$ [/ K
13. t0=clock(),
    
14. s=0,
    
15. k=0, while{k<10000,
    * @  Q+ h1 W! R- ^# r
16.   i=0, while{i<1000, s=s+getn(a+i), i++},  //用函数getn(a+i)获得静态数组元素的值
    9 e! Z/ w9 p6 a' @* g
17.   k++
    ; z  c' X- j0 A: p. {; C" a- X# j
18. },
    " E2 Z9 O6 U" t. u
19. s;
    / g9 k4 i- t+ t8 H# q# U
20. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
! {0 {& i8 H# K4 I0.5620000000000001  //赋值用时间，秒
20000000.
0.579      //取值用时间，秒

---

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