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Comment puis-je résoudre les problèmes d'alignement de chargement/stockage AVX pour des performances optimales ?

Barbara Streisand

Dec 11, 2024 am 08:22 AM

How Can I Fix AVX Load/Store Alignment Issues for Optimal Performance?

Comment résoudre le problème d'alignement de 32 octets pour les opérations de chargement/stockage AVX ?

Utilisation d'opérations de chargement et de stockage non alignées pour les opérations intrinsèques AVX les fonctions peuvent introduire des problèmes d’alignement et des erreurs d’accès à la mémoire ultérieures. Pour résoudre ce problème, utilisez les fonctions "_mm256_loadu_ps" et "_mm256_storeu_ps" pour un accès non aligné au lieu de leurs homologues "_mm256_load_ps" et "_mm256_store_ps".

L'alignement devient particulièrement crucial avec les vecteurs AVX-512 512 bits, contribuant ainsi à un accès non aligné. avantage de vitesse significatif (15-20% sur SKX) même avec grands tableaux. Assurer l'alignement des données est également essentiel pour une utilisation efficace du cache, en évitant la dégradation des performances due aux divisions de lignes de cache et aux retards associés.

Techniques d'allocation dynamique de mémoire

Pour l'allocation dynamique de mémoire où l'alignement est important, considérez ces techniques :

C 17 Aligned New : Utiliser le "std::align_val_t" et "aligned new" pour allouer de la mémoire avec des adresses alignées supérieures à l'alignement standard. C'est simple pour les tableaux comme "__m256 arr[N]__" en C 17.
Aligned Alloc : Comptez sur la fonction "std::aligned_alloc" pour allouer de la mémoire avec un alignement spécifié . Cependant, cela nécessite que la taille soit un multiple de l'alignement demandé.
POSIX Memalign : Utilisez la fonction "posix_memalign", qui prend un pointeur vers l'adresse mémoire demandée, l'alignement et size comme arguments.
_mm_malloc : Utilisez "_mm_malloc" spécifiquement pour la mémoire liée à AVX allocation. Notez que les pointeurs obtenus à partir de "_mm_malloc" ne peuvent pas être libérés avec le standard "free" et que la compatibilité avec "_mm_free" n'est pas garantie sur toutes les plateformes.

Autres considérations

Alignas : Employez "alignas(32)" avec des tableaux ou des membres de structure pour appliquer un alignement sur 32 octets pour le stockage statique et automatique. Cette technique fonctionne également avec C 17 pour le stockage alloué dynamiquement.
Contrôle direct du système d'exploitation : Pensez à utiliser des appels système tels que "mmap" ou "VirtualAlloc" pour une allocation de mémoire personnalisée, permettant ainsi mémoire alignée et contrôle au niveau du système d'exploitation sur la taille des pages et la gestion de la mémoire.

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