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选择编程模式，如何实现最高传输速率
概述
下面的简单示例展示了如何测量最优的数据传输速率。该示例介绍了如何使用 _mm_malloc() 和 _mm_free() 来替代 malloc() 和 free()，以便分配和释放在 4K 边界上对齐的数据，这对于向英特尔® 至强融核™ 协处理器的 DMA 传输是最理想的。 该示例未提供实际数据速率，只是展示实现高效数据传输所使用的技术。
主题
必须在确保 4K 对齐的情况下分配数据以获得最佳的 DMA 性能。DMA 在通过 PCIe 向英特尔® 至强融核™ 协处理器传输数据时可实现较高的效率。
在定时循环之前使用 _mm_malloc() 在 MIC 分配数据。在循环内部传输数据时，请使用 free_if(0) alloc_if(0)。下面提供了一个简单的代码版本。
如何运行代码：
**************
-bash-4.1$ icc -offload-build bwtest.c
-bash-4.1$ ./a.out -h
使用：
./a.out -h -a <buffer alignment> -d <device ID> -n <number of iterations>
-bash-4.1$ ./a.out
Bandwidth test. Buffer alignment: 4096. DeviceID: 0. Number of iterations: 20.
Size(Bytes) Send(Bytes/sec) Receive(Bytes/sec)
<your results will be shown here>
-bash-4.1$
****************
[p:/] cat bwtest.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <ia32intrin.h>
/* buffer alignment */
static int align = 4096;
/* device id */
static int device = 0;
/* number of interations in benchmarking loop */
static int niters = 20;
/* CPU buffer */
__declspec(target(mic))
static char* buf;
/* buffer sizes */
static const int bufsizes[] =
{
4096,
8192,
16384,
32768,
65536,
131072,
262144,
524288,
1048576,
2097152,
4194304,
8388608,
16777216,
33554432,
67108864,
134217728,
268435456,
536870912,
0
};
static void parse_options(int argc, char** argv)
{
int opt;
while ((opt = getopt(argc, argv, "ha:d:n:")) != -1) {
switch (opt) {
case 'a':
align = atoi(optarg);
if (align <= 0 || align & (align-1) != 0) {
printf("Invalid alignment %d\n", align);
exit(1);
}
break;
case 'd':
device = atoi(optarg);
if (device < 0) {
printf("Invalid device ID %d\n", device);
exit(1);
}
break;
case 'n':
niters = atoi(optarg);
if (niters <= 0) {
printf("Invalid number of iterations %d\n", niters);
exit(1);
}
break;
default:
printf("Usage:\n\t%s -h -a <buffer alignment> -d <device ID> -n
<number of iterations>\n", argv[0]);
exit(0);
}
}
}
static inline double get_cpu_time()
{
struct timeval tv;
if (gettimeofday(&tv, 0)) {
printf("gettimeofday returned error\n");
abort();
}
return tv.tv_sec + tv.tv_usec/1e6;
}
int main(int argc, char **argv)
{
int i, j;
double send;
double receive;
parse_options(argc, argv);
printf("Bandwidth test. Buffer alignment: %d. DeviceID: %d. Number of iterations: %d.\n\n",
align, device, niters);
printf("%20s %20s %20s\n",
"Size(Bytes)", "Send(Bytes/sec)", "Receive(Bytes/sec)");
for (i = 0; bufsizes[i] > 0; i++) {
/* alloc CPU buffer */
buf = (char*) _mm_malloc(bufsizes[i], align);
if (buf == 0) {
printf("Cannot not allocate buffer (%d bytes)\n", bufsizes[i]);
abort();
}
/* alloc MIC buffer */
#pragma offload target(mic: device) \
in(buf : length(bufsizes[i]) free_if(0))
{}
/* The main benchmarking loop */
send = 0;
receive = 0;
for (j = 0; j < niters; j++) {
double start;
/* send */
start = get_cpu_time();
#pragma offload target(mic: device) \
in(buf : length(bufsizes[i]) alloc_if(0) free_if(0))
{}
send += get_cpu_time() - start;
/* receive */
start = get_cpu_time();
#pragma offload target(mic: device) \
out(buf : length(bufsizes[i]) alloc_if(0) free_if(0))
{}
receive += get_cpu_time() - start;
}
send /= niters;
receive /= niters;
printf("%20d %20.2f %20.2f\n",
bufsizes[i], bufsizes[i]/send, bufsizes[i]/receive);
/* free MIC buffer */
#pragma offload target(mic: device) \
out(buf : length(bufsizes[i]) alloc_if(0))
{}
/* free CPU buffer */
_mm_free(buf);
}
return 0;
}
要点
本文介绍了如何使用 _mm_malloc() 和 _mm_free()（替代 malloc() 和 free()）在 4K 边界上实现数据缓冲对齐。4K 边界是 DMA 传输的最理想选择。此外，本文还提供了代码来针对不同的缓冲大小测量传输速率。这可以帮助您根据您的数据确定最佳的缓存大小。
下一步
要在英特尔® 至强融核™ 协处理器上成功调试您的应用，请务必通读此指南，并点击文中的超链接查看相关内容。本指南提供了实现最佳应用性能所要执行的步骤。
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