ルーフラインモデルによる性能幅推定とステンシル計算コードにおけるメモリレイアウト最適化による性能最大化

摘要

大規模並列処理をおこなう場合においてもCPUおよびメモリに対するチューニングはアプリケーション全体の性能を決める重要な要素である．本稿では，ステンシル計算コードを対象にルーフラインモデルに基づいて到達可能な性能幅を推定し，性能を最大化するための戦略と実際に施したチューニングの実例を報告する．性能最大化の戦略としてコードの最適化の余地を検証するために，CPUにおけるハードウェア性能カウンタや我々が開発を進めるアプリケーション性能解析ツールExanaを用いてコード実行の性能解析と分析を行った．分析結果に基づき，メモリレイアウトに関する最適化をコードに適用した結果，最適化を行わないコードと比較して3倍程度の性能向上を達成した．