简单的OpenMP并行for循环比串行计算慢

Question

我是并行化的新手，希望我没有浪费大家的时间。我已经问过几个已经用过openMP的朋友，但是他们都帮不上忙。所以我想我的案例可能对其他人也很有趣，至少出于教育目的，我试着尽可能地把它记录下来。这是两个例子，其中一个100%取自蒂姆·马特森在youtube上的教程，另一个略为简化，但我想仍然是一种标准方法。在这两种情况下，对于很少的迭代，计算时间随线程数的变化而变化，但是对于非常大量的迭代，计算时间似乎收敛到相同的数字。这当然是错误的，因为我希望在很少的迭代中计算时间是相似的，并且真正优化了大量的迭代。

这里有两个例子，都是用 编译的

g++ -fopenmp main.cpp -o out

线程模型:posixgcc版本4.8.4 (Ubuntu 4.8.4-2ubuntu1~14.04)，安装在Ubuntu 14.04上并加上以下标题:

#include <omp.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <chrono>
#include <iostream>
using namespace std;

#define NUMBER_OF_THREADS 2
static long num_steps = 1000000000;

现在，我正在工作的计算机上的内核数量是8 (intel i7)，所以任何线程数量在2到4之间，我都希望在计算时间方面带来一些很大的优势。

示例1:

int main() { 
omp_set_num_threads(NUMBER_OF_THREADS);
double step = 1.0/(double) num_steps, pi=0.0;
auto begin = chrono::high_resolution_clock::now();
#pragma omp parallel 
{ 
    int i, ID, nthrds;
    double x, sum = 0; 
    ID = omp_get_thread_num();
    nthrds = omp_get_num_threads();
    for (i=ID; i<num_steps; i=i+nthrds) { 
        x = (i+0.5)*step; 
        sum = sum + 4.0/(1.0+x*x); 
    } 
    #pragma omp critical
    pi += step*sum; 
} 
auto end = chrono::high_resolution_clock::now();
cout << chrono::duration_cast<chrono::nanoseconds>(end-begin).count()/1e6 << "msn";
return 0; 
}

示例2:

int main() { 
    omp_set_num_threads(NUMBER_OF_THREADS);
    double pi=0, sum = 0; 
    const double step = 1.0/(double) num_steps;
    auto begin = chrono::high_resolution_clock::now();
    // #pragma omp parallel 
    { 
        #pragma omp parallel for reduction(+:sum)
        for (int i=0; i<num_steps; i++) { 
            double x = (i+0.5)*step; 
            sum += 4.0/(1.0+x*x); 
        } 
    } 
    pi += step*sum; 
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    cout << chrono::duration_cast<chrono::nanoseconds>(end-begin).count()/1e6 << "msn";
    return 0; 
}

现在，我认为在开始的时候，例2的速度会因为变量的减少而变慢，这会干扰并行化，但在例1中几乎没有任何共享。如果我做了一些非常愚蠢的事情，请告诉我，或者如果我可以指定问题的更多方面。谢谢大家。

Answer 1

正如gilles在评论中发布的那样，问题是我正在使用clock()测量时间，这将所有核心的tics加起来。

chrono::high_resolution_clock::now();

我得到了预期的加速。

对我来说，这个问题已经解决了，但也许我们可以把它作为一个例子，供未来像我这样的新手参考。如果一些mod不这样认为，该职位可以被取消。再次感谢您的帮助