可以在这些 fortran 循环上使用 OpenMP 吗？

Question

这是我的问题：我有一个带有一定数量嵌套循环的 Fortran 代码，我想知道是否可以使用 OpenMP 来并行化它们？

这是 fortran 代码：

  ia = 0
  do i=1,nO
    do a=nO+1,N
      ia = ia + 1

      jb = 0
      do j=1,nO
        do b=nO+1,N
          jb = jb + 1

          chi = 0d0
          do kc=1,nS
            eps = B(kc)**2 + eta**2
            chi = chi + A(i,j,kc)*A(a,b,kc)*B(kc)/eps
          enddo

          C(ia,jb) = C(ia,jb) + D(i,b,j,a) - 4d0*chi

        enddo
      enddo
    enddo
  enddo

其中 nS = nO*(N-nO)。对于数组的维度：B(nS), A(N,N,nS), C(nS,nS), D(N,N,N,N) 。不同整数的示例：nO=88、N=240、nS=13376。也许值得一提的是，我在我实验室的集群上运行它，而不是我的笔记本电脑。

我对 OpenMP 一无所知，我尝试用我找到的例子自己做，但我没有成功。我已经看到许多不同的 OpenMP 命令，如

PRIVATE

、

SHARED

、

REDUCTION

，我尝试使用它们但没有成功。

Answer 1

是的，应该可以。但稍微重写一下代码也会很好。请注意，您始终可以根据

ia

和

i

的已知值计算

a

的值。不需要做

ia = ia + 1

加法。同样，您始终可以从

jb

和

j

计算出

b

。

  ia = 0
  do i=1,nO
    do a=nO+1,N
      ia = a + (i-1)*(N-n0)

      do j=1,nO
        do b=nO+1,N        
          jb = b + (j-1)*(N-n0)

          chi = 0d0
          do kc=1,nS
            eps = B(kc)**2 + eta**2
            chi = chi + A(i,j,kc)*A(a,b,kc)*B(kc)/eps
          enddo

          C(ia,jb) = C(ia,jb) + D(i,b,j,a) - 4d0*chi

        enddo
      enddo
    enddo
  enddo

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正如 Ian Bush 在评论中提醒我的那样，内存访问模式很糟糕。在 Fortran 中，数组元素存储的内存顺序是列优先的。这意味着第一个索引应该在最内层循环中，最后一个索引应该在最外层循环中以获得最佳效率。这可以通过声明你的数组转置或通过重构循环嵌套来实现——这可能并不总是可能的。

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之后就可以应用OpenMP了

我将从一个简单的开始：

!$omp parallel do default(private) shared(A,B,C,D)

稍后，如果它运行正确，您尝试不同的

schedule

以找出更快的方法，并可能还尝试

collapse(2)

.