Comment les instructions SSE SIMD peuvent-elles accélérer le calcul de la somme des préfixes parallèles ?

Parallélisation de la somme de préfixes avec SSE SIMD

La mise en œuvre d'un algorithme de somme de préfixes parallèle est cruciale pour optimiser les performances dans diverses tâches de calcul. Cet article étudie une approche rapide et efficace de la somme des préfixes à l'aide des instructions SIMD (Single Instruction Multiple Data) trouvées dans les processeurs Intel.

Accélération SSE SIMD

Pour accélérer la somme des préfixes calcul, nous pouvons exploiter la puissance de SSE (Streaming SIMD Extensions). La première passe de l'algorithme peut être optimisée en effectuant des sommes partielles parallèles en utilisant SSE sur des paires d'éléments. Cette approche réduit le temps de traitement.

Pass 2 Optimisation

Dans le deuxième passage, nous visons à ajouter la somme cumulée de la somme partielle précédente à la somme partielle actuelle . Puisqu’une valeur constante est ajoutée, nous pouvons optimiser davantage cette opération avec SSE. Cette étape améliore l'efficacité de la deuxième passe.

Performance globale

Pour un tableau de n éléments et une largeur SIMD de w, le coût en temps de l'algorithme est d'environ ( n/m) * (1 1/s). Avec quatre cœurs et une largeur SIMD de quatre, l'accélération par rapport au code séquentiel est d'environ 5n/16, soit environ 3,2 fois plus rapide.

Optimisation de cas particuliers

En particulier Dans certains scénarios, il est possible d'utiliser SIMD lors du premier et du deuxième passage. Cela améliore encore les performances, réduisant le coût en temps à 2n/(mw).

Mise en œuvre du code

Le code fourni démontre la mise en œuvre de l'algorithme de somme de préfixes parallèles avec optimisation SSE. La fonction scan_omp_SSEp2_SSEp1_chunk prend un tableau a et calcule la somme cumulée, la stockant dans le tableau s.

Ce code fournit une implémentation hautement optimisée de l'algorithme de somme de préfixe, améliorant considérablement les performances pour les grands tableaux. Le code inclut des optimisations pour la première et la deuxième passes, en utilisant des instructions SSE pour accélérer le calcul.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!