ここでhdf5を使用した行列の乗算 大きな行列の乗算には hdf5 (pytables) を使用しますが、hdf5 を使用するとプレーンな numpy.dot を使用して行列を RAM に格納するよりも高速に動作するので驚きました。この動作の理由は何ですか?
また、Python の行列乗算にはもっと高速な関数があるかもしれません。なぜなら、私はまだ小さなブロックの行列乗算に numpy.dot を使用しているためです。
ここにいくつかのコードがあります:
行列が RAM に収まると仮定します: 行列 10*1000 x 1000 でテストします。
デフォルトのnumpyを使用します（BLAS libはないと思います）。単純な numpy 配列は RAM にあります: 時間 9.48
A、B が RAM、C がディスクの場合: 時間 1.48
ディスク上の A、B、C の場合: 時間 372.25
MKL で numpy を使用すると、0.15,0.45,43.5 になります。
結果は合理的に見えますが、最初のケースでブロック乗算が高速である理由をまだ理解していません(A、BをRAMに保存する場合)。
n_row=1000
n_col=1000
n_batch=10
def test_plain_numpy():
A=np.random.rand(n_row,n_col)# float by default?
B=np.random.rand(n_col,n_row)
t0= time.time()
res= np.dot(A,B)
print (time.time()-t0)
#A,B in RAM, C on disk
def test_hdf5_ram():
rows = n_row
cols = n_col
batches = n_batch
#using numpy array
A=np.random.rand(n_row,n_col)
B=np.random.rand(n_col,n_row)
#settings for all hdf5 files
atom = tables.Float32Atom() #if store uint8 less memory?
filters = tables.Filters(complevel=9, complib='blosc') # tune parameters
Nchunk = 128 # ?
chunkshape = (Nchunk, Nchunk)
chunk_multiple = 1
block_size = chunk_multiple * Nchunk
#using hdf5
fileName_C = 'CArray_C.h5'
shape = (A.shape[0], B.shape[1])
h5f_C = tables.open_file(fileName_C, 'w')
C = h5f_C.create_carray(h5f_C.root, 'CArray', atom, shape, chunkshape=chunkshape, filters=filters)
sz= block_size
t0= time.time()
for i in range(0, A.shape[0], sz):
for j in range(0, B.shape[1], sz):
for k in range(0, A.shape[1], sz):
C[i:i+sz,j:j+sz] += np.dot(A[i:i+sz,k:k+sz],B[k:k+sz,j:j+sz])
print (time.time()-t0)
h5f_C.close()
def test_hdf5_disk():
rows = n_row
cols = n_col
batches = n_batch
#settings for all hdf5 files
atom = tables.Float32Atom() #if store uint8 less memory?
filters = tables.Filters(complevel=9, complib='blosc') # tune parameters
Nchunk = 128 # ?
chunkshape = (Nchunk, Nchunk)
chunk_multiple = 1
block_size = chunk_multiple * Nchunk
fileName_A = 'carray_A.h5'
shape_A = (n_row*n_batch, n_col) # predefined size
h5f_A = tables.open_file(fileName_A, 'w')
A = h5f_A.create_carray(h5f_A.root, 'CArray', atom, shape_A, chunkshape=chunkshape, filters=filters)
for i in range(batches):
data = np.random.rand(n_row, n_col)
A[i*n_row:(i+1)*n_row]= data[:]
rows = n_col
cols = n_row
batches = n_batch
fileName_B = 'carray_B.h5'
shape_B = (rows, cols*batches) # predefined size
h5f_B = tables.open_file(fileName_B, 'w')
B = h5f_B.create_carray(h5f_B.root, 'CArray', atom, shape_B, chunkshape=chunkshape, filters=filters)
sz= rows/batches
for i in range(batches):
data = np.random.rand(sz, cols*batches)
B[i*sz:(i+1)*sz]= data[:]
fileName_C = 'CArray_C.h5'
shape = (A.shape[0], B.shape[1])
h5f_C = tables.open_file(fileName_C, 'w')
C = h5f_C.create_carray(h5f_C.root, 'CArray', atom, shape, chunkshape=chunkshape, filters=filters)
sz= block_size
t0= time.time()
for i in range(0, A.shape[0], sz):
for j in range(0, B.shape[1], sz):
for k in range(0, A.shape[1], sz):
C[i:i+sz,j:j+sz] += np.dot(A[i:i+sz,k:k+sz],B[k:k+sz,j:j+sz])
print (time.time()-t0)
h5f_A.close()
h5f_B.close()
h5f_C.close()