Mandelbrot Set - AVX-512 & fixed point precision >64bit

S4tyrias

Schraubenverwechsler(in)
Grüße,

mir bereitet es große Freude privat das Mandelbrot Set zu erforschen und zu dokumentieren.
Hierzu verwende ich den "Mandelbrot Set Explorer" von Prof. Dr. Edmund Weitz.
(Ich bin mir nicht sicher ob Links erlaubt sind, eine einfache Suche sollte diesen jedoch finden.)

Die Berechnung des Sets findet auf der CPU statt. Anfangs wird "double-float" precision verwendet, später "fixed point" precision (siehe screenshot). Anscheinend soll letztere Art der Präzision unbegrenzt expandierbar sein, die Anzahl der bits erhöht sich bis irgendwann (theoretisch) das RAM nicht mehr ausreichen würde. Effektiv jedoch kein Bottleneck, da aktuell mit 375bit Präzision nicht einmal 200mb genutzt werden, der nächste Zoom jedoch ca. knapp ne halbe Stunde dauert.

Als CPU verwende ich aktuell einen übertakteten Ryzen 7 2700. Da die Anwendung multithreaded ist, wäre das nächste logische Upgrade ein Ryzen 9 5950x (insbesondere da diese günstig zu haben sind).
Jedoch ist die Frage wenn ich auf lange Sicht die Dauer der Berechnungen optimieren will, worauf achte ich bei einer CPU? Viele Kerne sind relativ klar - das ganze bei akzeptabler Effizienz, aber wie wichtig ist hier AVX-512 (oder andere Befehlssätze)?

So wie ich das verstanden habe beschleunigt AVX-512 double-float Berechnungen MASSIV, aber ich bin hier ja in Bereichen unterwegs wo eben nicht mehr mit double float gearbeitet wird (wenn ich fixed point precision >64bit richtig verstanden habe). Oder werden hier im Hintergrund sowieso die floating point units der CPU verwendet und AVX-512 bringt auch in solchen Fällen Vorteile?

CPU Cache: Die ganze Sache ist (bis jetzt) noch nicht RAM intensiv - Compute ist aktuell das bottleneck. Nun frage ich mich jedoch wie sich der massive cache von X3D CPUs hier auswirken würde. Es müssen wahnsinnig lange Zahlen berechnet werden, sollten diese im Cache und nicht im RAM zu finden sein, klingt das erst einmal vorteilhaft...? Andererseits wenn man sich die production benchmarks von X3D vs Non-3D Ryzen anschaut, gewinnt X3D hier selten.

Ich würde mich über euer Feedback, insbesondere zur Funktionsweise von CPUs, freuen.

Und solltet ihr einen alternativen Mandelbrot Rechner im Petto haben, welcher ebenfalls unlimitierte Präzision bietet, gerne mitteilen. Ich habe keinen besseren gefunden, aber ich glaube aufgrund der hohen nötigen Präzision fällt CUDA bzw. GPUs im Generellen raus.

Besten Gruß

S4tyrias
 

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