Optimieren Sie Ihren Code mit dem Intel VTune Profiler

Inhaltsverzeichnis:

1. Einleitung
2. Intel Tools für die Codeoptimierung
3. Vorbereitung der Anwendung
4. Grundlagen des VTune Profilers
5. Profiling mit VTune
6. Python-Optimierung mit VTune
7. Ressourcen zum Weiterlesen
8. FAQs

Einleitung

Hallo, mein Name ist Paulus Velasco und ich bin Anwendungsentwickler. Ich arbeite normalerweise vor Ort im Argonne National Laboratory und mein tägliches Ziel ist es, Wissenschaftler und Ingenieure bei der Optimierung ihres Codes zu unterstützen. Hauptsächlich beschäftige ich mich mit der optimalen Codeoptimierung und Portierung auf verschiedene Architekturen. In diesem Artikel werde ich Ihnen mehr über die Intel-Tools erzählen, die ich für diese Arbeit verwende, insbesondere den Intel VTune Profiler.

Intel Tools für die Codeoptimierung

Bevor wir uns genauer mit dem VTune Profiler beschäftigen, möchte ich kurz auf einige andere nützliche Tools von Intel eingehen. Ein Beispiel dafür sind die Compiler-Berichte. Diese Berichte werden automatisch erstellt, wenn Sie Ihren Code mit dem Intel Compiler kompilieren und enthalten nützliche Informationen zur Optimierung, einschließlich der Überprüfung der Vektorisierung. Es ist eine gute Praxis, regelmäßig die Optimierungsberichte zu überprüfen, um sicherzustellen, dass Ihr Code effizient ausgeführt wird.

Vorbereitung der Anwendung

Bevor Sie den VTune Profiler nutzen können, müssen Sie eine lokale Kopie herunterladen und auf Ihrem Computer installieren. Auf der Webseite des VTune-Profils finden Sie die Installationsdateien für Windows, Linux und Mac. Stellen Sie sicher, dass Sie die richtige Version herunterladen und installieren.

Um die Anwendung für das Profiling vorzubereiten, empfehle ich Ihnen, die Debug-Symbole hinzuzufügen und die dynamische Verknüpfung der Laufzeitbibliotheken zu aktivieren. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie VTune auf einem Supercomputer wie dem Theta verwenden, da die Konfiguration leicht abweichen kann.

Grundlagen des VTune Profilers

Der VTune Profiler ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Profilerstellung und Optimierung von Anwendungen. Er bietet eine niedrige Overhead-Profilerstellung und genaue Informationen zur Leistung. Der VTune Profiler unterstützt verschiedene Arten der Abtastung, einschließlich der Erfassung von Hardwarezählern.

Es gibt verschiedene vordefinierte Sammlungen im VTune Profiler, die aus verschiedenen Funktionen bestehen, die ein- oder ausgeschaltet werden können. Eine der am häufigsten verwendeten Sammlungen ist die "Mikroarchitektur-Exploration", die detaillierte Informationen zur Leistung liefert. Sie können auch Python-Unterstützung aktivieren, um Python-Anwendungen zu optimieren.

Profiling mit VTune

Um mit dem VTune Profiler zu profilieren, starten Sie einfach den Profiler mit der gewünschten Sammlung und geben Sie Ihre Anwendung als Quelle an. Der Profiler wird Ihre Anwendung ausführen und die Leistungsdaten erfassen. Anschließend können Sie die Ergebnisse analysieren und Engpässe identifizieren.

Der VTune Profiler bietet verschiedene Ansichten, darunter die Bottom-Up- und Top-Down-Ansichten. In der Bottom-Up-Ansicht können Sie detaillierte Informationen zu Funktionen und Quelldateien erhalten, die viel Zeit in Anspruch nehmen. In der Top-Down-Ansicht können Sie die Leistung Ihrer Anwendung von oben nach unten betrachten und Engpässe in Ihrem Code identifizieren.

Python-Optimierung mit VTune

Eine besondere Funktion des VTune Profilers ist die Unterstützung für Python-Anwendungen. Wenn Sie eine Python-Anwendung optimieren möchten, können Sie den Profiler mit der Sammlung "Grundlegende Hotspots" ausführen. Dadurch wird der Python-Aufrufstapel beibehalten und Sie erhalten detaillierte Informationen über die Leistung Ihrer Python-Anwendung.

Wenn Sie feststellen, dass eine bestimmte Funktion in Ihrer Python-Anwendung viel Zeit in Anspruch nimmt, können Sie diese optimieren, indem Sie auf beschleunigte Bibliotheken wie NumPy zugreifen oder gegebenenfalls benutzerdefinierte C-Funktionen schreiben und diese aus Python aufrufen.

Ressourcen zum Weiterlesen

• VTune Profiler auf der LCF-Website
• Intel VTune Profiler Dokumentation

FAQs

Frage: Kann der VTune Profiler die Auslastung und die Leistungszuweisung auf den Codeebenen anzeigen?

Antwort: Ja, der VTune Profiler bietet verschiedene Ansichten, darunter die Möglichkeit, die Leistung auf der Ebene von Schleifen und Funktionen anzuzeigen. Dies ermöglicht es Ihnen, die genaue Auslastung und Leistungszuweisung auf einzelne Codeebenen nachzuvollziehen.

Frage: Kann ich den VTune Profiler auf einem großen System mit vielen Ressourcen nutzen?

Antwort: Der VTune Profiler ist besonders nützlich bei der Optimierung von parallelem Code auf großen Systemen. Allerdings sollte beachtet werden, dass die Profilerstellung mit zunehmender Anzahl von Ressourcen teurer wird. Für die besten Ergebnisse empfiehlt es sich, das Profiling auf einer repräsentativen Anzahl von Threads oder Ranks durchzuführen.

Frage: Kann der VTune Profiler auch native C-Funktionen in meiner Anwendung analysieren?

Antwort: Ja, der VTune Profiler kann auch native C-Funktionen in Ihrer Anwendung analysieren. Sie können das Profiling für bestimmte Regionen Ihres Codes aktivieren und die Leistungsdaten für diese Regionen erhalten. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie benutzerdefinierte C-Schichten in Ihrer Anwendung optimieren möchten.

Frage: Gibt es eine Möglichkeit, die Profilerstellung auf eine bestimmte Zeitspanne zu begrenzen?

Antwort: Ja, Sie können die Profilerstellung auf eine bestimmte Zeitspanne beschränken, indem Sie die Start- und Stop-Zeitpunkte festlegen. Dies ermöglicht es Ihnen, nur einen bestimmten Teil Ihrer Anwendung zu profilieren und spart wertvolle Ressourcen.

Frage: Kann ich den VTune Profiler zusammen mit anderen Intel-Tools verwenden?

Antwort: Ja, der VTune Profiler kann in Kombination mit anderen Intel-Tools verwendet werden, z.B. dem Intel Compiler. Sie können Ihre Anwendung mit dem Intel Compiler kompilieren und dann den VTune Profiler zur Optimierung nutzen.

Bitte beachten Sie, dass dies eine automatische Übersetzung ist und kleine Ungenauigkeiten auftreten können.