0
В основной части моего Fortran кода у меня есть эти строкиСделать подпрограмму быстрее
Gmat=0
do i=1,indCompMax
do j=(i-1)*useSymFlag+1,nsit-(i-1)*useSymFlag
l=1
do while (G0poles(l,2)/=0)
Gmat(i,j)=Gmat(i,j)+real(G0int(i,j,l))/(omega(k)-G0poles(l,1))**G0poles(l,3)
l=l+1
enddo
enddo
enddo
call ExtendBySymmetry(Gmat)
Эта часть повторяются несколько раз в коде, так что я определил эту подпрограмму
!=============================================================================
SUBROUTINE EvaluateFunc(matrixPol,matrixInt,z,matrix)
use NAGmodule
integer i,j,k
REAL*8, DIMENSION(Npoles,3) :: matrixPol
COMPLEX*16, DIMENSION(nsit,nsit,Npoles) :: matrixInt
COMPLEX*16, DIMENSION(nsit,nsit) :: matrix
COMPLEX*16 :: z
do i=1,indCompMax
do j=(i-1)*useSymFlag+1,nsit-(i-1)*useSymFlag
k=1
do while (matrixPol(k,2)/=0)
matrix(i,j)=matrix(i,j)+real(matrixInt(i,j,k))/(z-matrixPol(k,1))**matrixPol(k,3)
k=k+1
enddo
enddo
enddo
call ExtendBySymmetry(matrix)
end
Проблема заключается в том что, если я использую эту подпрограмму, оценка выходной матрицы займет гораздо больше времени (примерно в 5 раз медленнее), чем та же оценка, но непосредственно делается в основной части кода. Как я могу оптимизировать код и сделать оценку с помощью подпрограммы быстрее?
ОБНОВЛЕНИЕ: Спасибо за ответ. Во-первых, операция **matrixPol(k,3) присутствует также в основном коде, я забыл написать ее в сообщении.
Для сравнения (matrixPol(k,2)/=0) нет проблем, поскольку на самом деле, начиная с определенного положения вектора, все элементы равны нулю.
Вычисление префактора вне цикла i,j помогло ускорить подпрограмму. И переключение двух индексов i и j практически не влияет. Вот бегущие времена подпрограммы
Все в основной части 1.688s
моей старая подпрограмма 19.063s
с factor вне цикла I, J 5.193s
Switching индексы i и j 5.281s
с dot_product 4.958s
Но подпрограмма все еще более чем на 2,5 раза медленнее.
Вот минимальный пример:
module NAGmodule
implicit none
real*8, allocatable :: hmat(:,:),eval(:),eigmat(:,:)
real*8, allocatable :: G0poles(:,:)
complex*16, allocatable :: G0int(:,:,:)
complex*16, allocatable :: Gmat(:,:)
real*8, allocatable :: omega(:)
integer :: numpoles, halffillingflag, iter, indCompMax
complex*16 :: omegaComplex
real*8, parameter :: pi=3.141592653589793
integer, parameter :: out_unit=10
integer, parameter :: timeFag=1
integer :: counti, countf, count_rate
real :: dt
integer, parameter :: Npoles=1000
real*8, parameter :: U=4
real*8, parameter :: omegamin=-20
real*8, parameter :: omegamax=20
integer, parameter :: Nomega=1500000
integer, parameter :: nsit = 4
integer, parameter :: nup = 1
integer, parameter :: ndw = 1
integer, parameter :: PBCflag=1
integer, parameter :: useSymFlag=1
end module NAGmodule
use nagmodule
integer :: i,j,k,l,m,n,p,q
REAL*8 t1,t2
allocate(hmat(nsit,nsit),eigmat(nsit,nsit),eval(nsit))
allocate(G0poles(Npoles,3),G0int(nsit,nsit,Npoles))
allocate(omega(Nomega))
allocate(Gmat(nsit,nsit))
indCompMax=1
hmat=0.
do i=1,(nsit-1)
hmat(i,i+1)=-1
hmat(i+1,i)=-1
enddo
if (PBCflag==1) then
hmat(1,nsit)=-1
hmat(nsit,1)=-1
end if
call NAGdiag(nsit)
eigmat=hmat
do k=1,Nomega
omega(k)=(omegamax-omegamin)/(Nomega-1)*(k-1)+omegamin
enddo
do k=1,nup
G0poles(k,1)=eval(k)
G0poles(k,2)=-1
G0poles(k,3)=1
enddo
do k=(nup+1),nsit
G0poles(k,1)=eval(k)
G0poles(k,2)=1
G0poles(k,3)=1
enddo
do k=1,nsit
G0int(k,k,k)=1
if ((k==nup).AND.(abs(eval(k)-eval(k+1))<1e-15)) then
G0int(k,k,k)=0.5
G0int(k+1,k+1,k)=0.5
else if ((k==nup+1).AND.(abs(eval(k)-eval(k-1))<1e-15)) then
G0int(k,k,k)=0.5
G0int(k-1,k-1,k)=0.5
end if
enddo
do k=1,nsit
G0int(:,:,k)=matmul(eigmat,matmul(G0int(:,:,k),transpose(eigmat)))
enddo
t1=0
t2=0
do k=1,Nomega
omegaComplex=CMPLX(omega(k),0)
call system_clock(counti,count_rate)
Gmat=0
call EvaluateFunc3(G0poles,G0int,omegaComplex,Gmat)
call system_clock(countf)
dt=REAL(countf-counti)/REAL(count_rate)
t1=t1+dt
call system_clock(counti,count_rate)
Gmat=0
do i=1,indCompMax
do j=(i-1)*useSymFlag+1,nsit-(i-1)*useSymFlag
l=1
do while (G0poles(l,2)/=0)
Gmat(i,j)=Gmat(i,j)+real(G0int(i,j,l))/(omega(k)-G0poles(l,1))
l=l+1
enddo
enddo
enddo
call ExtendBySymmetry(Gmat)
call system_clock(countf)
dt=REAL(countf-counti)/REAL(count_rate)
t2=t2+dt
enddo
write(*,*)'time with subroutine',t1
write(*,*)'time main',t2
stop
end
!=================================================================================
SUBROUTINE EvaluateFunc3(matrixPol,matrixInt,z,matrix)
use NAGmodule
integer i,j,k
REAL*8, DIMENSION(Npoles,3) :: matrixPol
COMPLEX*16, DIMENSION(nsit,nsit,Npoles) :: matrixInt
COMPLEX*16, DIMENSION(nsit,nsit) :: matrix
COMPLEX*16 :: z
integer :: maxPoles
COMPLEX*16, DIMENSION(Npoles) :: factor
maxPoles=0
do while (matrixPol(maxPoles+1,2)/=0)
maxPoles=maxPoles+1
enddo
factor(:maxPoles) = (1.,0.)/(z-matrixPol(:maxPoles,1))**matrixPol(:maxPoles,3)
do j=1,indCompMax
do i=(j-1)*useSymFlag+1,nsit-(j-1)*useSymFlag
matrix(i,j)=matrix(i,j)+dot_product(matrixInt(i,j,1:maxPoles),factor(1:maxPoles))
enddo
enddo
call ExtendBySymmetry2(matrix)
end
!=================================================================================
SUBROUTINE ExtendBySymmetry2(matrix)
use NAGmodule
COMPLEX*16, DIMENSION(nsit,nsit) :: matrix
integer k,i,j,l,m
if ((PBCflag==1).AND.(useSymFlag==1)) then
do i=2,nsit
matrix(2:nsit,i)=matrix(1:nsit-1,i-1)
matrix(1,i)=matrix(nsit,i-1)
enddo
else if ((PBCflag==0).AND.(useSymFlag==1)) then
do j=1,nsit/2
do i=j,nsit-j+1
matrix(j,i)=matrix(i,j)
matrix(nsit-i+1,nsit-j+1)=matrix(i,j)
matrix(nsit-j+1,nsit-i+1)=matrix(i,j)
enddo
enddo
end if
end
!=================================================================================
SUBROUTINE ExtendBySymmetry(matrix)
use NAGmodule
COMPLEX*16, DIMENSION(nsit,nsit) :: matrix
integer k,i,j,l,m
if ((PBCflag==1).AND.(useSymFlag==1)) then
do i=2,nsit
matrix(i,2:nsit)=matrix(i-1,1:nsit-1)
matrix(i,1)=matrix(i-1,nsit)
enddo
else if ((PBCflag==0).AND.(useSymFlag==1)) then
do i=1,nsit/2
do j=i,nsit-i+1
matrix(j,i)=matrix(i,j)
matrix(nsit-i+1,nsit-j+1)=matrix(i,j)
matrix(nsit-j+1,nsit-i+1)=matrix(i,j)
enddo
enddo
end if
end
!=================================================================================
SUBROUTINE NAGdiag(nsit1)
use NAGmodule
real*8, allocatable :: WORK(:)
integer, allocatable :: IWORK(:)
CHARACTER JOB, UPLO
EXTERNAL dsyevd
NMAX=nsit1
LDA=NMAX
LWORK=4*NMAX*NMAX+100
LIWORK=5*NMAX
LIWORK=10*NMAX
ALLOCATE(WORK(LWORK),IWORK(LIWORK))
JOB='V'
UPLO='L'
CALL dsyevd(JOB,UPLO,nsit1,hmat,LDA,eval,WORK,LWORK,IWORK,LIWORK,INFO)
IF (INFO.GT.0) THEN
WRITE (*,*) 'Failure to converge.'
stop
endif
deALLOCATE(WORK,IWORK)
return
end`
Вычисляющий код в первом фрагменте и в подпрограмме, похоже, отличается. –
Не следует ли «вызывать ExtendBySymmetry (matrix)' в подпрограмме? –
да, извините, другая опечатка – user3368447