Являются ли программы FORTRAN 77 быстрее, чем Fortran 90?

Question

Сегодня я читал код из очень популярных числовых библиотек, написанных в FORTRAN 77, таких как QUADPACK (last updated in 1987), и мне было интересно, есть ли причина переписывать эти библиотеки в Fortran 90, кроме большого количества работы с учетом больших улучшений Fortran 90, принесенных на язык, включая источник свободной формы, улучшенные структуры управления, поэтому GO TO можно было забыть, векторизовать, интерфейсы и так далее.

Это потому, что компиляторы FORTRAN 77 создают более оптимизированный код, возможно, лучше для параллельного выполнения? Заметьте, что я даже не говорю о Fortran 2003, например 8 лет: Я говорю о Fortran 90, поэтому я предполагаю, что он достаточно распространен, и компиляторы готовы. В любом случае, я не имею связи с этой отраслью.

Edit: janneb прав: LAPACK на самом деле написано в Fortran 90.

Answer 1

Ну, как упоминалось выше «pst», «большое количество работы, которое это создавало», является довольно значительной причиной.

Некоторые дополнительные незначительные моменты:

• LAPACK IS Fortran 90, в эти дни, в том смысле, что последняя версия уже не компилирует с F77 компилятором. Это, как говорится, далеко от переписывания, только несколько вещей, которые были изменены.

• Большинство функций F90, о которых вы говорите, упрощают и ускоряют работу с надежными программами, поэтому нет необходимости делать результирующие программы быстрее.

• Это было не так давно, что бесплатные компиляторы F90 не были доступны (много людей использовали g77!), Поэтому для широко используемой библиотеки, такой как LAPACK, не использующая функции F90, вероятно, было сознательное решение.

• Компилятор F77, как правило, не производит более быстрый код, чем компилятор F90. Если не по какой-либо другой причине, то потому, что она, скорее всего, устарела и не может оптимизироваться для новейших процессоров. Современный компилятор Fortran может создавать более быстрый код из F77, чем из эквивалентной программы F90, которая широко использует такие вещи, как указатели и т. Д., Но это сильно зависит от рассматриваемой программы (например,используя указатели и структуры данных более благоприятного характера, может позволить использовать лучшие алгоритмы, позволяя программе F90 быстрее производить результаты, даже если она может выполняться при более низком среднем использовании арифметических единиц процессора).

• Векторизация, если под этим подразумевается синтаксис массива F90 +, в основном проблема с программистом, а не более быстрый код. Компетентный компилятор также будет векторизовать эквивалентный цикл DO.

Answer 2

будет ли F77 программа будет медленнее или быстрее, эквивалентной программы F90, переписанный с новый синтаксис является подлежит обсуждению, но давайте игнорировать, что для Теперь.

Что Однако следует принять во внимание, что на самом деле никто не заботится о скорости только. Люди заботятся только о скорости исполнения в случаях , где уместно, и где Bussiness выгодно (я уверен, что есть лучший термин для этого, но ничего не приходит на ум прямо сейчас. .. экономически выгодно возможно).

Поскольку эти две (довольно популярные библиотеки) по-прежнему находятся в F77, очевидно, что общее мнение о том, что затраты на их переписывание перевешивают выгоды, получаемые в результате ускорения исполнения, и преимущества в плане экономической эффективности всего этого процесса.

Answer 3

Нет причин вкладывать в тонну работы (возможно) улучшить то, что хорошо работает. Следует отметить, что, хотя Fortran 90 представил множество новых функций, он не изменил язык. Помните, что Fortran 90 Standard обратно совместим с FORTRAN 77. Современный компилятор также сможет оптимизировать код FORTRAN 77. Есть функции, введенные в Fortan 90 (например, указатели), которые будут препятствовать эффективности, и этого следует избегать, если вас беспокоит время выполнения, например. в HPC.

Так что это не имеет особого значения. Для современного компилятора хорошо написанный FORTAN 77 так же оптимизирован - он похож на торт без обледенения. Здесь, в случае Fortran 90 и выше, обледенение выглядит лучше, чем на вкус - это удобство для программиста, но не обязательно улучшает эффективность программы.

Answer 4

Существует одна из основных причин, почему Fortran 77 программы могут быть быстрее:

Распределенные массивы (Fortran 90) гораздо медленнее, чем объявлены-на-компиляции временных массивов. Оба не помещаются в одно и то же место в памяти. Это управление стекю и памятью кучи в Fortran.

See here for instance

Это, как говорится, Fortran 90+ имеют быстрые 'все в блоке' операции над массивами. Я большой поклонник GCC-фортраном (gfortran) и без какой-либо опции компиляции, для массива с размером N

a = a + 1 

в 4 раза быстрее, чем

do i = 1 , N 
    a(i) = a(i) + 1 
end do 

Эта скамья для меня , на моей машине, на gfortran без опции оптимизации и без каких-либо ограничений, что это профессиональный бенчмаркинг.

Задача «Проблема» (которая не является проблемой, а не функцией) не является архитектурой, компилятором или чем-то связанным, но с Fortran Standard.