Quelle est la différence entre atomique et critique en OpenMP ?

Question

Quelle est la différence entre atomique et critique en OpenMP ?

Je peux le faire.

#pragma omp atomic
g_qCount++;

mais n'est-ce pas la même chose que

#pragma omp critical
g_qCount++;

?

Answer 1

L'effet sur g_qCount est le même, mais ce qui est fait est différent.

Une section critique OpenMP est complètement générale - elle peut entourer n'importe quel bloc de code arbitraire. Cependant, vous payez pour cette généralité en subissant une surcharge significative à chaque fois qu'un thread entre et sort de la section critique (en plus du coût inhérent à la sérialisation).

(En outre, dans OpenMP, toutes les sections critiques sans nom sont considérées comme identiques (si vous préférez, il n'y a qu'un seul verrou pour toutes les sections critiques sans nom), de sorte que si un thread est dans une section critique [sans nom] comme ci-dessus, aucun thread ne peut entrer dans une section critique [sans nom]. Comme vous pouvez le deviner, vous pouvez contourner ce problème en utilisant des sections critiques nommées).

Une opération atomique a un surcoût beaucoup plus faible. Lorsqu'elle est disponible, elle tire avantage du matériel qui fournit (par exemple) une opération d'incrémentation atomique ; dans ce cas, il n'est pas nécessaire de verrouiller/déverrouiller l'entrée/sortie de la ligne de code, il suffit d'effectuer l'incrémentation atomique qui, selon le matériel, ne peut pas être interférée.

Les avantages sont que l'overhead est beaucoup plus faible et qu'un thread se trouvant dans une opération atomique ne bloque pas d'autres opérations atomiques (différentes) sur le point de se produire. L'inconvénient est l'ensemble restreint d'opérations que l'atomique supporte.

Bien sûr, dans les deux cas, vous devez supporter le coût de la sérialisation.

Answer 2

Dans OpenMP, toutes les sections critiques non nommées sont mutuellement exclusives.

La différence la plus importante entre critique et atomique est que l'atomique ne peut protéger qu'une seule affectation et que vous pouvez l'utiliser avec des opérateurs spécifiques.

Answer 3

Section critique :

• Assure la sérialisation des blocs de code.

• Peut être étendu pour sérialiser des groupes de blocs avec une utilisation appropriée de la balise "name".

• Plus lentement !

Opération atomique :

• est beaucoup plus rapide !

• Assure uniquement la sérialisation d'une opération particulière.

Answer 4

Le chemin le plus rapide n'est ni critique ni atomique. Approximativement, l'addition avec section critique est 200 fois plus chère que l'addition simple, l'addition atomique est 25 fois plus chère que l'addition simple.

L'option la plus rapide (pas toujours applicable) est de donner à chaque fil son propre compteur et de faire une opération de réduction lorsque vous avez besoin de la somme totale.

Answer 5

Les limites de la atomic sont importantes. Ils doivent être détaillés sur le Spécifications de l'OpenMP . MSDN propose un aide-mémoire rapide car je ne serais pas surpris que cela ne change pas. (Visual Studio 2012 possède une implémentation d'OpenMP datant de mars 2002.) Pour citer MSDN :

La déclaration d'expression doit avoir l'une des formes suivantes :

x binop \= expr

x++

++x

x--

--x

Dans les expressions précédentes : x est un lvalue expression de type scalaire. expr est une expression de type scalaire, et elle ne fait pas référence à l'objet désigné par x . binop n'est pas un opérateur surchargé et est l'un des éléments suivants + , * , - , / , & , ^ , | , << o >> .

Je recommande d'utiliser atomic quand vous le pouvez et nommé des sections critiques sinon. Il est important de leur donner un nom ; vous éviterez ainsi les problèmes de débogage.