Wie können AVX2 und BMI2 für effizientes Left Packing basierend auf einer dynamischen Maske verwendet werden?

Effizientes Packen linker Elemente basierend auf einer Maske mit AVX2 und BMI2

In AVX2 erfordert das Erreichen eines effizienten Packens links die Verwendung spezifischer Anweisungen und Techniken. Ein Ansatz besteht darin, sowohl AVX2s vpermps (_mm256_permutevar8x32_ps) für die spurübergreifende Variablenmischung als auch BMI2s pext (Parallel Bits Extract) für bitweise Operationen zu nutzen.

Nutzung von BMI2 für die Maskengenerierung

Die Pext-Anweisung von BMI2 ermöglicht die Extraktion von spezifischen Bits aus einer Bitmaske, wodurch ein Mechanismus zur dynamischen Generierung von Shuffle-Kontrolldaten zum Spurwechsel im laufenden Betrieb bereitgestellt wird. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer großen vorberechneten Nachschlagetabelle (LUT).

Der Algorithmus

Der Algorithmus umfasst:

1. Komprimierte Indizes extrahieren: Mit pext wird eine komprimierte Bitmaske generiert, die die gewünschten Spurindizes enthält in den unteren Bits eines Ganzzahlregisters.
2. Entpacken gepackter Indizes: Um die komprimierten Indizes zu entpacken, wird eine Folge von Verschiebungen und Multiplikationen verwendet. Dieser Schritt repliziert effektiv jedes Bit, um das entsprechende Byte zu füllen, und erstellt eine pro-Byte-Indexmaske.
3. Erzeugen der Shuffle-Maske: Eine Shuffle-Maske wird unter Verwendung der pro-Byte-Indexmaske berechnet. Diese Maske wird dann verwendet, um den fahrspurüberquerenden variablen Shuffle-Vorgang mithilfe von vpermps zu steuern.

Leistungsüberlegungen

Der Vorteil dieses Ansatzes liegt in seiner Fähigkeit Generieren Sie die spurübergreifende Shuffle-Maske im Handumdrehen und vermeiden Sie so die Erstellung und Speicherung einer großen LUT. Dieser Ansatz könnte in Situationen vorteilhaft sein, in denen die Maskeneingabe dynamisch ist. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass pdep/pext-Vorgänge auf AMD-CPUs vor Zen 3 relativ langsam sein können, sodass alternative Methoden wie 128-Bit-Vektoren oder LUT-basierte Ansätze für solche Architekturen möglicherweise besser geeignet sind.

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