您可以将Numba实现中类似Numpy的代码替换为普通循环。Numba喜欢普通循环。这种策略有助于避免创建许多小的临时数组或一些大的临时数组。这两者都会导致可扩展性问题。然后您可以并行计算外部循环（就像您所做的那样）。
这种策略还有其他好处：

• np.dot使用一个 *BLAS库 *，它通常已经是并行的，所以在并行代码中使用它可能会导致性能问题（尽管它可以在应用程序级别进行调优）;
• 并行Numba代码中的高级Numpy特性往往更 * 虚假 *（由于Numba本身），因此使用不太高级的特性可以避免此类问题（我遇到过几次这个问题）。

下面是生成的代码：

@nb.jit(nopython=True, parallel=True)
def numba_convolve_faster(wvl_sensor, fwhm_sensor, wvl_lut, rad_lut):
    num_chans, num_col = wvl_sensor.shape
    num_bins = wvl_lut.shape[0]
    num_rad = rad_lut.shape[0]

    original_res = np.empty((num_col, num_rad, num_chans), dtype=np.float64)
    sigma = fwhm_sensor / (2.0 * np.sqrt(2.0 * np.log(2.0)))
    var = sigma ** 2
    denom = (2 * np.pi * var) ** 0.5
    inv_denom = 1.0 / denom
    factor = -1 / (2*var)

    for x in nb.prange(wvl_sensor.shape[1]):
        wvl_sensor_col = wvl_sensor[:, x].copy()
        response = np.empty(num_bins)
        for j in range(num_chans):
            response_sum = 0.0
            for i in range(num_bins):
                diff = wvl_lut[i] - wvl_sensor_col[j]
                response[i] = np.exp(diff * diff * factor[j]) * inv_denom[j]
                response_sum += response[i]
            inv_response_sum = 1.0 / response_sum
            for i in range(num_bins):
                response[i] *= inv_response_sum
            for k in range(num_rad):
                s = 0.0
                for i in range(num_bins):
                    s += rad_lut[k, i] * response[i]
                original_res[x, k, j] = s

    return original_res

res = numba_convolve_faster(wvl_sensor, fwhm_sensor, wvl_lut, rad_lut)

字符串
输出结果在我的机器上是正确的（有一个~ 1 e-16的错误）。注意，初始实现产生了像这样的NaN值。

结果

以下是我的i5- 9600 KF CPU（6核）的性能结果：

OP Numpy code:    4min 37s
OP Numba code:    4min 24s
With Numexpr:     1min 13s
This Numba code:       46s     <-----

型
因此，这个新的并行Numba实现比最初的实现快5.74倍。它也比使用Numexpr快。这在我的CPU上接近最佳，使用默认的指数函数。

注意事项

在x86-64 CPU上使用英特尔SVML库的指数函数，代码肯定会更快一些。
如果你有一个服务器端的GPU，那么代码可以更有效地计算（因为这种计算是GPU友好的）。主流PC GPU可能不会比CPU更快地计算，因为主流PC GPU是为简单精度而设计的。
有了simple-precision，代码在CPU和GPU上都可以明显更快，特别是如果你不需要非常高的精度。这是因为：

• 简单精度的指数近似可以用一种非常SIMD友好的方式计算，而精确的双精度指数函数却不能（通常不值得）;
• 一些基本的简单精度运算比双精度运算更快（消耗更少的能量）;
• SIMD寄存器可以比双精度寄存器多保存两倍的简单精度数（通常每个SIMD操作的成本相同，因此吞吐量是简单精度数的两倍）。