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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
4 i6 d. w8 W8 T% V( c' x! X
* {6 V  j- U' X+ aMatlab 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
   " O+ ~( V6 k1 z5 G! R8 ?: u! J
2. tic
   7 N4 M% a& f# o" Q
3. s=0;
   9 y, ^8 V+ }) a! Z& Q- ?0 c
4. for k=1:10000
   
5.   for i=1:1000
   7 J4 V2 e- D- v+ g+ [
6.     s=s+1;
   6 }4 `& s2 j  H( K" X8 p  r
7.   end
     V# @# y# p% Y
8. end
   
9. s
   & t7 J2 q1 z- P8 x
10. toc
    
11. 
    . }! Y* v, Z8 B  m0 c* v
12. s =
    
13. 
    & h' w; P; c! }% o* M* |# V/ E
14.     10000000
    0 n3 R; o9 ~- V! v  P# W# r
15. 
    
16. Elapsed time is 0.092808 seconds.

复制代码

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
) O7 k- a2 E2 G9 i( F4 }
Forcal没有JIT加速器，代码：

1. !using["sys"];
   $ `0 J  B" C* `# [& V
2. mvar:
   
3. t0=clock(),
   
4. s=0,
   5 f: p8 G$ [3 S& N
5. k=0, while{k<10000,
   
6.   i=0, while{i<1000,s=s+1, i++},
   ) i6 {4 }' t1 N5 {/ @: r% ?
7.   k++
   " D/ C4 e$ ]/ w: g; _7 B
8. },
   
9. s;
   4 Q' o  c$ M' \2 L, `9 C6 I9 T
10. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
+ y! [# j! b9 a10000000.
0.704  秒

: I+ V, E. G5 b% O) y二者运行效率相差7倍多。

2、循环中稍微加点东西

  d& q! X0 A( B, i: ?Matlab代码：

1. clear all
   
2. tic
   " J. q( v; `+ f
3. s=0;
   
4. for k=1:1000
   ! j6 s1 i! z' f4 E1 M
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);
   $ R+ Q: b3 R& Q. M3 s& J7 c
7.   end
   
8. end
   " c6 B  s9 ]) }- V6 [) W) {  \6 S% h
9. s
   & s- l, o! v+ s9 s
10. toc
    0 S! J3 w0 c9 i# H% V& ~
11. 
    " ?3 ~9 K$ @2 P
12. s =
    
13. 
    1 S* p4 j( T5 e8 J+ \0 S6 e( X
14.   1.1009e+007
    
15. 
    
16. Elapsed time is 0.727535 seconds.

复制代码

Forcal代码：

1. !using["sys"];
   $ Q: R* `; H$ c8 i) h* U; n& z
2. mvar:
   
3. t0=clock(),
   
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++
   & F+ ]8 j) y- x) j
8. },
   7 U, M" ^5 A5 D0 s1 j" {  E
9. s;
   3 C/ b  O* j' B" i/ Z6 O5 s0 L
10. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
11008953.66602346
1.031
. Q* \% {) I( m, Y" h7 v
( F& d7 N0 }2 D' R! t" ~% @: _二者效率相差已比较小。

3、再增加一个函数调用
7 h4 T* h+ [& h9 Z4 A
Matlab代码：

1. clear all
   
2. f=@(x)x+1;
   * j3 q# X' x9 w- W2 t+ _+ n1 z
3. tic
   1 m% O7 x3 C' F
4. s=0;
   
5. for k=1:1000
   
6.   for i=1:1000
   
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
   6 Z, t2 M7 r1 r& g) ]" I
9. end
   0 l) {7 N( a: D
10. s
    & a$ h7 j  \: \) q7 Z
11. toc
    
12. 
    
13. s =
    ' y& i+ Z+ l/ f7 a3 E4 ]( w
14. 
    6 C7 \5 i) I, \- O, h
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;
   ' b+ q9 }( c2 |/ I7 W' y- n
3. mvar:
   & p; e7 O- k6 V" [+ ^& P( x
4. t0=clock(),
   
5. s=0,
   % A* y; M0 E4 S) l2 K. P
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++},
   3 h* J& {% S6 G1 C) q  z
8.   k++
   ; l; o% m1 ^7 S# G9 `, \4 o2 p
9. },
   ; Z6 ?! n$ w7 o3 Z9 Z( G" }' n
10. s;
    
11. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
: t3 n! ]& I% M5 W9 y512508953.6658993
1.078
0 D: X4 A6 g! k1 A; o7 E
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
- G- S: @5 ]; {9 j2 H! ~
" L+ o7 c9 d  [5 L$ zMatlab代码：

1. >> clear all
   " s8 p* b7 D0 D  T
2. a = linspace(1,1,1000);
   
3. tic
   
4. for k=1:10000
   & {! |' m  \" v1 |, W- v  F
5.   for i=1:1000
   
6.     a(i)=2;
   
7.   end
   " S! e5 ^' y  z+ `& H: ]7 u
8. end
   
9. toc
   5 H0 M& C7 B+ a2 l# y3 ]
10. 
    8 U2 R5 L( c" g. e4 n/ y2 j& s
11. tic
    6 Y1 o* K: c- M
12. s=0;
    
13. for k=1:10000
    ) W5 _4 C% L! `2 n& L0 ?) w
14.   for i=1:1000
    : r- u3 K# }% a% a) }, A# a
15.     s=s+a(i);
    
16.   end
    / F; h: q3 B: g# L9 n- @% m
17. end
    1 F7 F4 a  j' a9 X
18. s
    
19. toc
    ' y) t* l; u! P' f& S' x
20. Elapsed time is 0.140658 seconds.
    - Y5 W1 M- u7 H6 B
21. 
    
22. s =
    9 e# g* ^* r4 k2 s8 n8 U
23. 
    
24.     20000000
    
25. 
    8 m3 y( f- c1 U; y! ^6 L& C
26. Elapsed time is 0.091794 seconds.

复制代码

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

9 ]1 k+ ~; w$ _; o; i. p' ]Forcal代码：

1. !using["math","sys"];
   * f. F9 X1 H5 W: M9 r
2. mvar:
   2 D' w, U. B* s: z& X2 P
3. main0(::a)=
   ! d. h! `) @8 M9 q& r
4. a = linspace(1,1,1000),
   1 F8 c! ]' q/ y/ l$ B5 r
5. t0=clock(),
   7 a+ \  ]% K& E+ m8 ~
6. k=0, while{k<10000,
   . ^/ n$ l+ v  L: l
7.   i=0, while{i<1000, a(i)=2, i++},
   
8.   k++
   ( v, U# \- |* A! I3 D
9. },
   
10. [clock()-t0]/1000;
    
11. 
    ; f  Q: G  ~% O' T% L) K
12. main1(::a)=
    
13. t0=clock(), s=0,
    
14. k=0, while{k<10000,
    % [( s' S0 `. b% m, T
15.   i=0, while{i<1000, s=s+a(i), i++},
    & i+ l/ w; h+ R" B
16.   k++
    $ X5 a& C( a# u& S8 p
17. },
    8 N+ E& b* W5 H  @( J! p. T( F
18. s;
    
19. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
; m; L. _! ]& T) A- ?15.484  //存数据所用时间，秒
& y" R6 d& Q, x3 b20000000.
5.531   //取数据所用时间，秒
/ X( C9 r& y$ E1 k8 m
9 }% {7 Z+ o$ K8 @8 g－－－－－－－－－－

* C: ]7 A6 Z% Y用函数sys::A()存取数组数据效率稍高些：

1. !using["math","sys"];
   
2. mvar:
   
3. main0(::a)=
   ! U& q7 Q) u8 u! V
4. a = linspace(1,1,1000),
   
5. t0=clock(),
   5 Y0 s, ~1 U' W! t$ O- {4 o- z
6. k=0, while{k<10000,
   # z" O. t! ^% Y- z# V
7.   i=0, while{i<1000, A(a,i)=2, i++},
   
8.   k++
   
9. },
   
10. [clock()-t0]/1000;
    3 n. y9 d$ w4 _
11. 
    
12. main1(::a)=
    # g1 N) k% W( p4 w- v+ H# X, H
13. t0=clock(), s=0,
    
14. k=0, while{k<10000,
    , s  C' i) r& k3 l4 ~
15.   i=0, while{i<1000, s=s+A(a,i), i++},
    
16.   k++
    
17. },
    : D8 N/ T+ N/ ]/ s( X
18. s;
      w' E( U& m2 \1 {  g& p
19. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
2 O- V. j7 F9 A0 N" s# L10.469
20000000.
3.781
' \% e& L- B, H1 e+ I
－－－－－－－

  C! _% s3 u* M) B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。
: d: T. d3 Q3 m% `) R8 x; N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。
% w0 o+ H% a% V1 i5 `
' e' T# d7 O5 J( o7 z8 qmatlab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。
& P8 ]( ~  W. B
. n3 m" ~- _" }+ O' dForcal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。

5、在循环中加点东西
" ~  O2 [8 h( P8 Q! Y3 p9 C5 f
6 ^, ]1 N& W# {7 T7 F9 U5 Umatlab代码：

1. >> clear all
   " L1 E7 C- F& B3 F! b) W( T8 K7 ?
2. f=@(x)x+1;
   4 @7 `, I) r9 S7 h5 `' u
3. a = linspace(2,2,1000);
   1 z" h7 g3 b# ]
4. tic
   3 W6 e2 l& \( v7 }) c7 p+ f) j
5. s=0;
   2 z! o$ ~, G" |5 \6 K
6. for k=1:1000
   
7.   for i=1:1000
   6 c8 w9 [5 h' s8 j0 @
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));
   
9.   end
   
10. end
    9 T4 R! `4 `; `4 k1 ~
11. s
    0 d! O, L$ e, w% y3 f% J
12. toc
    
13. 
    ! l/ [* K9 e- H$ k9 @! B
14. s =
    
15. 
    
16.   2.4002e+007
    5 x' A( _5 D* _/ O, A0 j: P  s
17. 
    3 o3 K$ `6 s" Q7 M/ ~5 k, |+ g. v
18. Elapsed time is 2.252997 seconds.

复制代码

Forcal代码：

1. !using["math","sys"];
   2 S, ?" V! ^8 t7 F( n
2. mvar:
   
3. f(x)=x+1;
   ! O8 }/ }- C8 B+ z- B
4. main0(::a)=
   
5. a = linspace(2,2,1000),
   
6. t0=clock(), s=0,
   
7. k=0, while{k<1000,
   
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 E4 P, x% \8 b
12. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
24002271.69189384
5.172
; p9 y* f# V1 y, b
! `- }. n; s# J$ S7 K二者效率现在只有一倍差距。
- @8 K- a7 ~: Y4 I/ R6 [0 F, {! P
－－－－－－－－－－

不过，显然matlab和Forcal的程序应该这样写：

2 _' |0 B9 ^' E  y* O3 Z1 gmatlab程序：

1. clear all
   
2. f=@(x)x+1;
   5 M! j: Y& ~% ]# p
3. a = linspace(2,2,1000);
   
4. tic
   
5. s=0;
   . ^8 S- e; d$ T2 }
6. for k=1:1000
   5 Q' h! t; l  v
7.   for i=1:1000
   
8.     t=a(i);
   5 J" J4 b7 ]( }# L
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);
   ) y9 M" c9 M% y0 O
10.   end
    : p, d4 L( J* G" ], u( ]$ B1 @
11. end
    ; G! b( C0 F' G3 B
12. s
    : G8 ^( y+ F4 F
13. toc
    " E& u) h, K" S
14. 
    
15. s =
    $ x5 |+ r8 _+ ]  J0 b
16. 
    2 D% I, g. @# G
17.   2.4002e+007
    
18. 
    0 A' I( O( k+ ~. C9 V+ C3 w8 m
19. Elapsed time is 2.043909 seconds.

复制代码

Forcal程序：

1. !using["math","sys"];
   ) K: |0 Z" x) G" K9 k% D9 C- G3 t
2. mvar:
   5 O& b8 N+ ?' K& D  b
3. f(x)=x+1;
   
4. main0(::a)=
   
5. a = linspace(2,2,1000),
   ; A+ Y0 I! w3 K, c* M2 q8 c
6. t0=clock(), s=0,
   
7. k=0, while{k<1000,
   
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++},
   
9.   k++
   
10. },
    
11. s;
    
12. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
: N1 J" r8 Z* M24002271.69189384
8 P( n( S5 Q; f5 e/ b, V% r1.625

matlab效率已不及Forcal。
; l* r1 c: P+ H
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。
7 H3 L. J) S. k3 {; d- d$ O  M
: ~) G0 Q3 d6 nForcal代码：

1. !using["sys"];
   
2. mvar:
   - W) ?6 c9 T$ m+ S: s) z
3. a="\&\[1000]"/4,    //用字符串模拟静态数组
   
4. t0=clock(),
   
5. k=0, while{k<10000,
   % ~) p0 o9 y0 n# Q* s. i  W8 ^8 D2 B: A
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
   
7.   k++
   1 v% k, O7 p. @& Q( ]
8. },
   
9. [clock()-t0]/1000;
   
10. 
    
11. a="\&\[1000]"/4,    //用字符串模拟静态数组
    0 N8 o& s$ P* V$ E( v0 N
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
    
13. t0=clock(),
    4 n0 Y! C9 E2 o
14. s=0,
    
15. k=0, while{k<10000,
      n, v1 x) |% V( s- i6 b; x9 H
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
    . t9 q3 Q, m9 ~4 \* i. z
17.   k++
    9 ]" x. X( B7 C9 u& E; h0 D
18. },
    ' a$ `( ~" W' o3 Q2 z
19. s;
    
20. [clock()-t0]/1000;

复制代码

结果：
0.5620000000000001  //赋值用时间，秒
- S! f  Y) E9 t0 R) M2 D20000000.
$ n- u% O' U! \4 v" Z7 b$ O0 l9 O7 V0.579      //取值用时间，秒

---

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