2

我正在尝试学习一些基本的基准测试。我的 Java 程序中有一个循环，例如，

float a=6.5f;
int b=3;    
for(long j=0; j<999999999; j++){            
       var = a*b+(a/b);
    }//end of for

我的处理器需要大约 0.431635 秒来处理这个。如何根据 Flops（每秒浮点操作数）和 Iops（每秒整数操作数）计算处理器速度？你能提供一些步骤的解释吗？

4

1 回答 1

2

您有一个包含 999999999 次迭代的循环：为简单起见，我们将其称为 1e9（十亿）。在涉及两者的计算中，整数将被提升为浮点数，因此循环包含 3 个浮点运算：一个 mult、一个 add 和一个 div，所以有 3e9。这需要 0.432 秒，所以你显然得到了大约 6.94 GFLOP/s (3e9/0.432)。同样，您在j++每次循环迭代中执行 1 个整数 op ( )，因此您将获得 1e9/0.432 或大约 2.32 GIOP/s。

然而，计算a*b+(a/b)是循环不变的，所以如果这没有得到优化，那将是非常令人惊讶的。我对 Java 了解不多，但是任何 C 编译器都会在编译时评估它，删除aandb变量和循环，并（有效地）用var=21.667;. javac这是一个非常基本的优化，所以如果不这样做我会感到惊讶。

我不知道 Java 的底层发生了什么，但我怀疑获得 7 GFLOPs。现代英特尔 CPU（我假设这就是您所拥有的）原则上能够在每个时钟周期使用正确的指令组合（每个周期一个加法和一个乘法运算）进行两个矢量算术运算，因此对于 3 GHz 4 -core CPU，在理想条件下甚至可以得到 3e9*4*8 = 96 个单精度 GFLOPs。各种mul和add指令的吞吐量倒数为 1 个周期，但div需要十倍以上的时间，所以一旦涉及除法，我会非常怀疑获得超过 CLK/12 FLOPs（单核上的标量除法）：如果编译器足够聪明，可以矢量化和/或并行化要获得更多的代码，它必须这样做，它肯定足够聪明，可以优化整个循环。

总之，我怀疑循环正在被完全优化掉，你看到的 0.432 秒只是开销。您没有给出任何指示您如何为上述循环计时，所以我不能确定。您可以通过将 ~1e9 循环迭代替换为 1e10 来亲自检查这一点。如果它不需要大约 10 倍的时间，那么你就没有按照你认为的时间来计时。

关于基准测试和性能分析还有很多话要说，但我会就此搁置。

我知道这已经很晚了，但我希望它对某人有所帮助。

埃米特。

于 2013-06-07T23:50:11.913 回答