高レベルな最適化 (HLO) の概要

高レベルな最適化 (HLO) とは、高水準プログラミング言語で開発されたアプリケーションに含まれているソースコード上の特性 (ループや配列など) を利用した最適化手法です。HLO では、ループ変換の手法に次のものがあります。

ループ並べ替え/交換
ループ分配
ループ融合
ループアンロール
データ・プリフェッチ
スカラー置換
アンロール/ジャム
ループ・ブロッキング/タイリング
部分和最適化
ロードペア最適化
プレディケート最適化
低いトリップカウントのチェックによるループ・バージョニング
ループ逆転
プロファイルに基づくループアンロール
ループピーリング
データ変換: malloc の結合と memset の結合
ループ・リローリング
memset および memcpy の認識
完全なループ入れ子作成用の文除去

デフォルトの最適化レベル、-O2 (Linux* OS および Mac OS* X) オプションまたは /O2 (Windows* OS) オプションでもいくつかの高レベルの最適化 (データ・プリフェッチやアンロールなど) が行われますが、-O3 (Linux* および Mac OS* X) または /O3 (Windows*) を指定すると、メモリーアクセスを最適化するループ変換を実行する機会が得られます。これらのオプションで有効になる最適化は、サポートされるすべてのインテル® アーキテクチャーで異なります。

IA-32 アーキテクチャーとインテル® 64 アーキテクチャーのアプリケーション

ベクトル化オプション -ax および -x (Linux* および Mac OS* X)、/Qax および /Qx (Windows*) と -O3 オプション (Linux* および Mac OS* X)、/O3 オプション (Windows*) を組み合わせて指定すると、-O2 (Linux* および Mac OS* X)、/O2 (Windows*) よりも詳細にデータの依存性を解析します。

プロセッサーで利用できるプリフェッチのサポートのため、コンパイラーのプリフェッチは無効にされます。

IA-32 アーキテクチャーのアプリケーション

-O3 オプション (Linux* および Mac OS* X)、/O3 オプション (Windows*) は、-O2 オプション (Linux* および Mac OS* X)、/O2 オプション (Windows*) を有効にして、さらに強力な最適化 (ループ変換など) を追加します。O3 は、速度が最大になるように最適化を行いますが、パフォーマンスが向上しないプログラムもあります。

一般的なアプリケーション・チューニング

一般に、次の手法で複数のアーキテクチャー向けのアプリケーションをチューニングできます。

#pragma ivdep を使用して、依存性がないことを示します。コンパイルする際にループ運搬の依存がないことを示す -ivdep-parallel オプション (Linux* および Mac OS* X) または /Qivdep-parallel オプション (Windows*) が必要な場合があります。
#pragma swp を使用して、ソフトウェアのパイプライン化を有効にします (不適当なコントロールや不明なループカウントに役立ちます)。
必要に応じて、#pragma loop count(n) を使用します。
-ansi-alias (Linux* および Mac OS* X) または /Qansi-alias (Windows*) は便利なオプションです。
-ansi-alias-check (Linux および MacOS X) または /Qansi-alias-check (Windows) オプションを使用して、ansi-alias チェッカーを有効にします。チェッカーは ANSI エイリアシング規則に違反している可能性がないかソースコードを確認し、違反の可能性があると判断された命令文のコードに関連する安全でない最適化を無効にします。
restrict キーワードを追加して、エイリアシングを回避します。-restrict (Linux) または /Qrestrict (Windows*) を使用してコンパイルします。
-fargument-alias (Linux* および Mac OS* X) または /Qalias-args- (Windows*) 引数がエイリアス化されないことを示します。
#pragma distribute point を使用して、大きなループを分割します (通常、これは自動的に行われます)。
C コードの場合、ループのインデックスに unsigned int を使用しないでください。HLO は、添字オーバーフローが原因で、最適化をスキップする場合があります。上限がポインター参照の場合、可能な限りローカル変数に割り当ててください。
プリフェッチが正しく設定されていることを確認します。#pragma prefetch を使用して、必要に応じて設定を上書きします。