如何使用多个循环优化此Fortran子例程？

Question

我正在处理的子例程在数组大小变大时效率很低，例如NN = 1000，KK = 200，MM =200。但是，我无法提出优化它的想法。

     subroutine noise_wave(NN, KK, MM, id, phase_base, wave_base, wave)
       implicit none

       integer, intent(in) :: NN, KK, MM
       integer, intent(in), dimension(MM, 3) :: id
       complex*16, intent(in) :: phase_base(3)
       real*8,  intent(in), dimension(KK, NN*(NN+1)/2 ) :: wave_base  ! upper triangle
       complex*16, intent(out) :: wave(NN, NN)

       integer :: i, j, k, p, n
       integer :: x, y, z
       complex*16 :: phase

       n = 0
       do j = 1, NN
         do i = 1, j   
           n = n + 1

           do k = 1, KK
             do p = 1, MM

               x = id(p, 1)
               y = id(p, 2)
               z = id(p, 3)

               phase = (phase_base(1) ** x) * (phase_base(2) ** y) * (phase_base(3) ** z)

               wave(i,j) = wave(i,j) + wave_base(k,n) * conjg(phase)

             enddo
           enddo

           wave(j,i) = conjg(wave(i,j) )

         enddo
       enddo

     end subroutine noise_wave

有人可以给我一些提示吗？

Answer 1

如果将循环嵌套更改为]，则可能会获得可观的加速效果>

  do p = 1, MM

     x = id(p, 1)
     y = id(p, 2)
     z = id(p, 3)
     phase = (phase_base(1) ** x) * (phase_base(2) ** y) * (phase_base(3) ** z)
     conjg_phase = conjg(phase)  ! new variable, calculate here, use below

     n = 0
     do j = 1, NN
        do i = 1, j   
           n = n + 1
           do k = 1, KK
              wave(i,j) = wave(i,j) + wave_base(k,n) * conjg_phase
           enddo
        enddo
        wave(j,i) = conjg(wave(i,j) )
     enddo
  enddo
（（如果我了解代码，它可能仍然是正确的！）。如果重复足够频繁，即使是像我从循环嵌套的底部移出的那些计算之类的小事也很费劲。而且，将这些值较少频繁地移入和移出高速缓存可能会受益于执行速度。