Efficiently standardize a large matrix in R with foreach/doParallel?

I need to standardize (subtract the mean and divide by the standard deviation) the columns of several large matrices in R (roughly 300,000 rows by 10,000-20,000 columns).

The process has been very slow, so I tried to speed it up with foreach/doParallel, but that doesn’t seem to be helping.

Some example code with a smaller matrix:

library('doParallel')
n.cores <- 7
clust <- makeCluster(n.cores,type='FORK')
registerDoParallel(cl = clust)

rows <- 300000
cols <- 1500
big_matrix <- matrix(runif(rows*cols),nrow=rows,ncol=cols,dimnames=list(paste0('r',1:rows),paste0('c',1:cols)))

# Attempt 1: No parallelization. Took 52.3 seconds.
system.time( stand1 <- scale(big_matrix,center=T,scale=T) )

# Attempt 2: Each column separately with foreach. Took 168.9 seconds.
system.time(
  stand2 <- foreach(mchunk=big_matrix,.combine='cbind') %dopar% { #
              (mchunk - mean(mchunk))/sd(mchunk)
            }
)

# Attempt 3: In chunks with foreach. Took 52.7 seconds.
stand_chunks <- function(mat,n.cores) {
  mchunks <- split(1:ncol(mat),cut(1:ncol(mat),n.cores)) # A list of column indices, splitting the matrix into n.cores chunks
  stand_mat <- foreach(mc=mchunks,.combine='cbind') %dopar% {
    scale(mat[,mc],center=T,scale=T)
  }
  return(stand_mat)
}
system.time( stand3 <- stand_chunks(big_matrix,n.cores) )

parallel::stopCluster(cl=clust)

I can understand why attempt 2 was slow – the overhead of setting up workers just to have them each perform one quick little operation outweighs the benefits of parallelization.

I don’t understand why attempt 3 wasn’t any faster than attempt 1. Attempt 3 is also very memory inefficient – it has the issue described here as “giving workers more data than they need” – if I watch the threads using the “top” command I can see the memory usage of each thread going up as the entire big matrix is copied for each worker. By the time I increase the matrix to 5000 columns, this copying is memory-wasteful enough that it will run out of memory on a HPC compute node with 80 Gb RAM.

I have two questions:

  1. What’s a more efficient way to standardize these large matrices (with foreach or via some other method)?
  2. If I want to do “something” (standardization or some other task) to the columns of a large matrix using foreach, what’s a better way to do it? Example 2 is slow because doing one column at a time has too much overhead, Example 3 is memory-inefficient because when I go by chunks instead of by column I end up copying the entire matrix to each worker… what’s a better way to process a large matrix using foreach?

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật