おもちゃのパフォーマンスの例を実行したので、少し脱線してパフォーマンスを
と比較してみます。 いくつかの Python 実装。まず計算の段階を設定し、コマンドライン
を提供しましょう。 Python スクリプトの機能。

import argparse
import time
import math
import numpy as np
import os
from numba import njit
from joblib import Parallel, delayed

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("--workers", type=int, default=8)
parser.add_argument("--arraysize", type=int, default=100_000_000)
args = parser.parse_args()
# Set the number of threads to 1 for different libraries
print("=" * 80)
print(
    f"\nStarting the benchmark for {args.arraysize} elements "
    f"using {args.workers} threads/workers\n"
)

# Generate the data structures for the benchmark
array0 = [np.random.rand() for _ in range(args.arraysize)]
array1 = array0.copy()
array2 = array0.copy()
array_in_np = np.array(array1)
array_in_np_copy = array_in_np.copy()

そして、出場者はこちらです:

• ベースPython

  for i in range(len(array0)):
    array0[i] = math.cos(math.sin(math.sqrt(array0[i])))

• Numpy (シングルスレッド)

np.sqrt(array_in_np, out=array_in_np)
np.sin(array_in_np, out=array_in_np)
np.cos(array_in_np, out=array_in_np)

• Joblib (この例は真のインプレース例ではないことに注意してください。ただし、out 引数を使用して実行することはできませんでした)

def compute_inplace_with_joblib(chunk):
    return np.cos(np.sin(np.sqrt(chunk))) #parallel function for joblib

chunks = np.array_split(array1, args.workers)  # Split the array into chunks
numresults = Parallel(n_jobs=args.workers)(
        delayed(compute_inplace_with_joblib)(chunk) for chunk in chunks
    )# Process each chunk in a separate thread
array1 = np.concatenate(numresults)  # Concatenate the results

• ナンバ

@njit
def compute_inplace_with_numba(array):
    np.sqrt(array,array)
    np.sin(array,array)
    np.cos(array,array)
    ## njit will compile this function to machine code
compute_inplace_with_numba(array_in_np_copy)

タイミング結果は次のとおりです:

In place in (  base Python): 11.42 seconds
In place in (Python Joblib): 4.59 seconds
In place in ( Python Numba): 2.62 seconds
In place in ( Python Numpy): 0.92 seconds

ナンバは意外と遅い!?この問題に関する IRC 交換で mohawk2 が指摘したように、コンパイルのオーバーヘッドが原因でしょうか?
これをテストするには、ベンチマークを実行する前に 1 回 compute_inplace_with_numba を呼び出す必要があります。そうすることで、Numba の方が Numpy よりも高速になっていることがわかります。

In place in (  base Python): 11.89 seconds
In place in (Python Joblib): 4.42 seconds
In place in ( Python Numpy): 0.93 seconds
In place in ( Python Numba): 0.49 seconds

最後に、同じ例でベース R を使用することにしました:

n



次のタイミング結果が得られました:


Time in base R: 1.30 seconds




Perl の結果と比較すると、この例について次のことがわかります:

• ベース Python のインプレース操作は Perl よりも最大 3.5 遅かった
シングルスレッド PDL と numpy ではほぼ同じ結果が得られ、それに近い結果がベース R
• で続きました。
Numba のコンパイル オーバーヘッドを考慮していないため、Numpa よりも遅いという
• 偽 印象が生まれます。コンパイルのオーバーヘッドを考慮すると、Numba は Numpy より 2 倍高速です
Joblib による並列化はベース Python を改善しましたが、シングルスレッドの Perl 実装にはまだ劣っていました
マルチスレッド PDL (および OpenMP) は、すべての言語で他のすべての実装をクラッシュしました (クラッシュしませんでした!)。 この投稿があれば幸いです について考える材料を提供します 次のデータ/計算集約型操作に使用する言語。 このシリーズの次のパートでは、C の配列を使用した同じ例を見ていきます。この最終回では、メモリの局所性と動的型付け言語の使用によって発生するオーバーヘッドの影響について (できれば) 洞察が得られるでしょう。