Parallel Studioを活用したソフトウェアの並列化：AACエンコーダを高速化する 4ページ

松島浩道
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OpenMPによる並列処理の実装

　Parallel Amplifierの実行結果より、wav_read_float32()関数やrfft()関数、FixNoise()関数、AACQuantize()関数などについて何らかの並列化を行えばよい、という指針が得られた。そこで、これらの関数を呼び出している関数に対して、並列化できる個所がないかを探して行くこととなる。

　ここでソースコードを分析してみると、fft_proc()関数は「PsyBufferUpdate()」関数から呼ばれており、FixNoise()関数は「AACQuantize()」関数、QuantizeBand()はFixNosie()関数内で呼び出されていることが分かった。さらに、PsyBufferUpdate()およびAACQuantize()関数はfaacEncEncode()関数内で呼び出されている（図10）。つまり、faac内では多数のループが呼びされているのだが、faacEncEncode()関数はこれらのループのうちもっとも外側で呼びだされているのである。

図10 faacによるエンコード処理の流れ
図10 faacによるエンコード処理の流れ

　そこで、まずはaacEncEncode()の実行を並列化し、複数のスレッドで同時実行する方針で実装を行うことにする。faacのエンコーダ部はスレッドセーフな実装になっているので、複数のエンコーダを用意し、読み込んだデータを並列にエンコードして読み込んだ順に出力する、という流れである。

　詳細については記事末のソースコードを参照してほしいが、変更を加えた点を簡単にまとめると下記のようになる。

  • エンコーダのインスタンスを複数用意
  • 処理のメインループを複数のスレッドで同時処理
  • 入力データは読み出した順にシーケンスIDを付け、エンコード後はシーケンスIDの順番にデータを出力

　このような並列化を行ったところ、先ほどと同じテスト環境（表2）では実行時間が約50％削減できることが確認できた（表3）。

表3 並列化による高速化結果
ソースコード コンパイラ 実行時間
オリジナルfaac Visual C++ 10.7秒
インテル コンパイラー 8.8秒
並列化版faac Visual C++ 5.3秒
インテル コンパイラー 4.6秒