Fortran固有的时序例程,哪个更好？cpu_time或system_clock

Question

在为FORTRAN程序计时时,我通常只使用该命令call cpu_time(t).
然后我偶然发现call system_clock([count,count_rate,count_max])它似乎在做同样的事情.但是,在一个更难的庄园.我对这些的了解来自:旧的英特尔文档.
我无法在英特尔的主页上找到它.请参阅下面的标记.

1. 哪个更准确,还是相似？
2. 其中一个是否计算缓存未命中(或其他类型)而另一个没有,或者执行其中任何一个？
3. 或者唯一的区别是我的标记下面标记的东西？

这些是我的问题,下面我提供了一些代码供您查看一些时间和用法.他们向我展示了它们在输出方面非常相似,因此在实现方面似乎相似.
我应该注意,我可能会一直坚持cpu_time,而且我并不需要更精确的时间.

在下面的代码中,我试图比较它们.(我也尝试了更精细的东西,但为了保持简洁而不会供应)所以基本上我的结果是:

• cpu_time
  
  1. 更容易使用,您不需要初始化调用
  2. 差异的直接时间
  3. 也应该是编译器特定的,但是没有办法看到精度.(标准是毫秒)
  4. 是线程时间的总和.不推荐用于并行运行.
• system_clock
  
  1. 需要预先初始化.
  2. 后进程,以分界的形式.(小事,但仍有区别)
  3. 是编译器特定的.在我的电脑上发现以下内容:
     • 由于INTEGER精度,英特尔12.0.4的计数率为10000 .
     • gcc-4.4.5使用1000,不知道这是如何区分的
  4. 容易遇到包装,即如果c1 > c2,由于count_max
  5. 是时间从一个标准时间.因此,这将产生一个线程的实际时间而不是总和.

码:

PROGRAM timer
  IMPLICIT NONE
  REAL :: t1,t2,rate 
  INTEGER :: c1,c2,cr,cm,i,j,n,s
  INTEGER , PARAMETER :: x=20000,y=15000,runs=1000
  REAL :: array(x,y),a_diff,diff

  ! First initialize the system_clock
  CALL system_clock(count_rate=cr)
  CALL system_clock(count_max=cm)
  rate = REAL(cr)
  WRITE(*,*) "system_clock rate ",rate

  diff = 0.0
  a_diff = 0.0
  s = 0
  DO n = 1 , runs
     CALL CPU_TIME(t1)
     CALL SYSTEM_CLOCK(c1)
     FORALL(i = 1:x,j = 1:y)
        array(i,j) = REAL(i)*REAL(j) + 2
     END FORALL
     CALL CPU_TIME(t2)
     CALL SYSTEM_CLOCK(c2)
     array(1,1) = array(1,2)     
     IF ( (c2 - c1)/rate < (t2-t1) ) s = s + 1
     diff = (c2 - c1)/rate - (t2-t1) + diff
     a_diff = ABS((c2 - c1)/rate - (t2-t1)) + a_diff
  END DO

  WRITE(*,*) "system_clock : ",(c2 - c1)/rate
  WRITE(*,*) "cpu_time     : ",(t2-t1)
  WRITE(*,*) "sc < ct      : ",s,"of",runs
  WRITE(*,*) "mean diff    : ",diff/runs
  WRITE(*,*) "abs mean diff: ",a_diff/runs
END PROGRAM timer

要完成此处,请提供我的Intel 12.0.4和gcc-4.4.5编译器的输出.

• Intel 12.0.4 同 -O0

  system_clock rate    10000.00    
  system_clock :    2.389600    
  cpu_time     :    2.384033    
  sc < ct      :            1 of        1000
  mean diff    :   4.2409324E-03
  abs mean diff:   4.2409897E-03
  
  real    42m5.340s
  user    41m48.869s
  sys 0m12.233s
  

• gcc-4.4.5 同 -O0

  system_clock rate    1000.0000    
  system_clock :    1.1849999    
  cpu_time     :    1.1840820    
  sc < ct      :          275 of        1000  
  mean diff    :   2.05709646E-03  
  abs mean diff:   2.71424348E-03  
  
  real    19m45.351s  
  user    19m42.954s  
  sys 0m0.348s  
  

谢谢阅读...

Answer 1

这两个内在函数报告了不同类型的时间.system_clock报告"挂起时间"或已用时间.cpu_time报告CPU使用的时间.在多任务机器上,这些可能是非常不同的,例如,如果您的进程与其他三个进程共享CPU,因此接收了25%的CPU并使用了10个CPU秒,那么实际需要大约40秒或者墙壁时钟时间.

Answer 2

cpu_time()在Intel兼容CPU上的分辨率通常约为0.01秒.这意味着较小的时间间隔可以计为零时间.大多数Linux的编译器使得system_clock()的分辨率取决于参数的数据类型,因此整数(int64)将提供优于1微秒的分辨率,以及允许在相当长的时间间隔内进行计数.最近(2015年)更改了Windows的gfortran,以使system_clock()等同于query_performance调用.但是,即使在将omp_get_wtime更改为使用query_performance之后,ifort Windows仍然显示system_clock的约0.01分辨率.我会打破先前关于在时钟滴答中测量cpu_time或system_clock分辨率的评论,特别是如果可以认为这与CPU或数据总线滴答相关,