Исследование библиотек mkl и ipp
DESCRIPTION
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Учебно-исследовательская лаборатория «Информационные технологии» При поддержке корпорации Интел. Исследование библиотек MKL и IPP. Нижний Новгород 2004. Содержание. Введение Библиотеки IPP и MKL - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Учебно-исследовательская лаборатория «Информационные технологии»
При поддержке корпорации Интел
Нижний Новгород2004
Исследование библиотекMKL и IPP
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
2
Содержание
1. Введение 2. Библиотеки IPP и MKL 3. Сравнение MKL со стандартными
библиотеками4. Проект IPP «Оптимальный путь»5. Проект IPP «Распространение
волн»
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
3
Введение
Целью проекта является наглядная иллюстрация работы библиотек IPP и MKL
В связи с этим был обозначен ряд математических задач, программная реализация которых способствует решению данной проблемы
Библиотека IPPОбзор
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
5
Библиотека IPP – это…
Широкие возможности Мощный инструмент Удобство использования
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
6
Image processing
В этом домене собраны инструменты по работе с изображениями и их частями, например зеркальное отображение, поворот области и т.д.
Основное применение в проекте «Оптимальный путь»
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
7
Small Matrices
Данный домен был применен в связи с потребностью в использовании и обработки 3D графики
Основное применение в проекте «Оптимальный путь»
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
8
Signal processing
Этот домен предоставляет возможности по обработке сигналов, таких как алгебраические операции над векторами, функции обрезания векторов и т. д.
Основное применение в проекте«Распространение волн»
Библиотека MKLОбзор
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
10
Библиотека MKL Роль
Набор функций для решений сложных математических задач
Структура BLAS FFT DFT LAPACK ScaLAPACK SparseSolver VML VSL
Сравнение MKL со стандартными библиотеками
Гришин АлександрИонов Андрей Никонов Сергей
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
12
Постановка задачи Сравнить MKL с SCSL, ATLAS, HP MLIB на
примере следующих задач: умножение матриц решение симметричных систем
линейных уравнений методом Холецкого
решение общей проблемы собственных чисел
Визуализировать генерируемые матрицы
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
13
Метод решения Создать класс реализующий решение выше
обозначенных задач Добавить в класс функции,
предназначенные для визуализации матриц Произвести различные эксперименты для
сравнения быстродействия и точности решения задач
Подготовить демонстрацию полученного материала
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
14
Место MKL в проекте
Набор функций из BLAS и LAPACK пакетов MKL
MKL оптимизирована для работы на процессорах IntelБыстродействиеТочность
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
15
Результаты первого этапа Знакомство с IPP и MKL Написаны классы, реализующие решения
поставленных задач Написано приложение, которое
отображает вид матриц больших размеров Получены сравнительные характеристики
MKL и ATLAS (Win XP) Получены сравнительные характеристики
MKL и NL(ННГУ) (Win XP)
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
16
Примеры генерируемых и отображаемых матриц
Положительно– определённая
симметричная с диагональным
превосходством
Положительно– определённая блочно-
диагональная, симметричная с диагональным
превосходством
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
17
Блочные матрицы
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
18
Разреженные матрицы с вероятностными распределениями
Разброс вокруг диагонали
Разброс вокруг центра
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
19
Перемножение матриц
A * B = C
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
20
Перемножение матриц
A * B = C
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
21
Перемножение матриц
A * B = C
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
22
Перемножение матриц
A * B = C
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
23
Перемножение матриц
A * B = C
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
24
Метод Холецкого
dpotrf
вектор Xdpotrs
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
25
Метод Холецкого
dpotrf
вектор Xdpotrs
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
26
Сравнение MKL и NL(ННГУ) (Pentium Celeron 2.4 Ghz)
0102030405060708090
100
200 300 400 500 700 900 1000 1500 2000 2500 3000 3500
dimension
Method of Cholesky
NLMKL
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
27
Сравнение MKL и ATLAS (Pentium IV 2.4 Ghz )
0
2
4
6
8
10
12
14
200 400 700 1000 2000 3000 4000 5000
dimension
Method of Cholesky
MKLATLAS
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
28
Сравнение MKL и ATLAS (Pentium IV 2.4 Ghz )
0
10
20
30
40
50
60
70
200 300 400 500 700 900 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
dimension
Matrixes multiplication
MKL
ATLAS
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
29
Сравнение MKL и ATLAS (Pentium Celeron 2.4 Ghz)
0
5
10
15
20
25
200 300 400 500 700 900 1000 1500 2000 2500 3000 3500
dimension
Method of Cholesky
MKLATLAS
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
30
Трудности
Подключение библиотек, предложенных для сравнения с MKL
Проект IPP Оптимальный путь
Бурков ЕвгенийМатросова Екатерина
Дурнов Павел
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
32
Постановка задачи Задан рельеф местности и два пункта.
Требуется построить между пунктами дорогу, оптимальную по определенному критерию.
Оптимальность дороги подразумевает: минимизацию затрат на постройку, максимизацию удобства эксплуатации.
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
33
Представление поверхностиРадиальные функции
n
iii rFH
1
)(
Формула расчета поверхности
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
34
Место IPP в проекте
Image Processing Расчет двумерной поверхности
Small MatricesРасчет трехмерной поверхности
Полученные результаты
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
36
Планы
В дальнейшем планируется приступить к непосредственному построению оптимального пути по просчитанной поверхности.
Проект IPP Распространение волн
Бадер АлексейВершинина ЕленаЗебрин Дмитрий
Стариков Василий
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
38
Постановка задачи
Реализация алгоритмов вычисления распространяющейся волны с помощью функций библиотеки IPP
Графическая визуализация распространения сферических и плоских волн
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
39
Место IPP в проекте
Image Processing Алгоритмы вычисления:
сферических и плоских волнсуммы нескольких волн
Обработка результатов
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
40
Полученные результаты Два метода вычисления волны:
с непосредственным пересчетом изображения перед каждым выводом
с предварительным вычислением волны в течение периода и дальнейшим циклическим отображением
ВМК ННГУ март 2004
Исследование библиотек MKL и IPP ITLab Intel
41
Полученные результаты Возможности приложения:
задание источников в режиме диалога
работа с анимациейсохранение параметров в виде
текстового файлазагрузка параметров из текстового
файла