C で行列転置を最適化して速度を最大化するにはどうすればよいでしょうか?

C での行列の転置 : 速度の最適化

行列の転置では、要素を再配置して行と列を入れ替えます。行列の乗算や画像処理など、さまざまな計算タスクに応用できます。この操作で高速パフォーマンスを達成することは、効率性にとって非常に重要です。

単純なアプローチ:

単純なアプローチは、各行要素と列要素を明示的に交換することです。これは単純ですが、冗長なコピーが含まれるため、効率が低下します。

最適化されたスカラー転置:

より効率的なスカラー転置では、ディレクティブと計算を並列化するためのループの最適化。この関数は、転置された順序でソースからデスティネーションに要素を割り当てることによって行列を並べ替えます。

最適化ブロック転置:

block_size=16 によるループ ブロックにより、さらなるパフォーマンスが得られます。改善。この関数は、行列を正方形のブロックに分割し、小さな行列に特化した転置関数を使用して各ブロックを転置します。ブロック化によりキャッシュ ミスが減少し、データの局所性が向上します。

SSE ベースの転置:

最速の転置実装では、SSE 組み込み関数を活用して 4x4 ブロック転置を実行します。 _MM_TRANSPOSE4_PS マクロを使用して、128 ビット SSE レジスタを並べ替えて、高速な転置を実現します。この方法は、キャッシュの局所性が重要なパフォーマンス要素となる大規模なマトリックスに特に効果的です。

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