Bagaimanakah Arahan SIMD Boleh Mengoptimumkan Jumlah Awalan Selari pada CPU Intel?

Jumlah Awalan Selari Berasaskan SIMD pada CPU Intel

Pengenalan

Algoritma jumlah awalan ialah penting untuk pelbagai pemprosesan data dan aplikasi pengkomputeran selari, dan pengoptimuman prestasi adalah penting. Artikel ini meneroka pelaksanaan jumlah awalan selari yang sangat cekap yang memanfaatkan keupayaan SIMD (Single Instruction Multiple Data) CPU Intel.

Pendekatan SIMD

Algoritma jumlah awalan tradisional melibatkan menambah elemen secara berulang dalam tatasusunan. Untuk mempercepatkan proses ini, kami memanfaatkan arahan SIMD SSE (Streaming SIMD Extensions) untuk melakukan penambahan selari elemen vektor.

Algoritma Dua Fasa dengan Pengoptimuman SIMD

Cadangan algoritma terdiri daripada dua fasa:

• Fasa 1:

  • Pisah tatasusunan kepada ketulan dan tetapkan kepada berbilang urutan.
  • Setiap urutan melakukan jumlah awalan selari pada bahagiannya menggunakan SSE.
  • The jumlah keseluruhan bagi setiap bahagian disimpan.

• Fasa 2:

  • Sekali lagi, gunakan berbilang urutan.
  • Setiap utas berulang ke atas bahagian yang ditetapkan dan menambah jumlah keseluruhan yang sepadan dari Fasa 1 kepada setiap elemen.
  • Jumlah awalan akhir diperoleh.

Pelaksanaan CUDA

Kod yang disediakan menunjukkan pelaksanaan algoritma ini menggunakan intrinsik OpenMP dan SSE. Ia termasuk dua fungsi: scan_SSE() untuk jumlah awalan SIMD pada vektor 4 elemen dan scan_omp_SSEp2_SSEp1_chunk() untuk jumlah awalan selari keseluruhan.

Peningkatan Prestasi dengan Pertimbangan Caching

Untuk saiz tatasusunan yang besar, caching boleh memberi kesan yang ketara prestasi. Untuk mengurangkan ini, algoritma menggabungkan pendekatan berasaskan ketulan, di mana jumlah awalan dalam setiap ketulan dilakukan secara bersiri manakala keseluruhan proses kekal selari. Ini menyimpan data dalam cache CPU, meningkatkan kelajuan.

Kesimpulan

Algoritma jumlah awalan selari berasaskan SIMD yang dibentangkan dalam artikel ini menyediakan pelaksanaan yang sangat dioptimumkan untuk CPU Intel . Pendekatan dua fasa dengan pengoptimuman SIMD dan pertimbangan caching memastikan pengiraan jumlah awalan yang cekap untuk set data yang besar.

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah Arahan SIMD Boleh Mengoptimumkan Jumlah Awalan Selari pada CPU Intel?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!