Optimisation du jeu d'instructions du processeur dans l'optimisation des performances des fonctions C++

L'optimisation du jeu d'instructions du processeur est une technologie qui améliore les performances des fonctions en utilisant des instructions spécifiques des processeurs modernes, notamment : Jeu d'instructions AVX : fournit des instructions SIMD pour traiter plusieurs éléments de données à la fois afin d'améliorer les performances. Jeu d'instructions SSE : fournit des instructions SIMD et des fonctionnalités avancées telles que la copie sécurisée de la mémoire. Cas pratique : Utilisez les instructions AVX pour optimiser les filtres d'image, améliorer considérablement les performances et réduire le temps de traitement des images.

Optimisation du jeu d'instructions du processeur en C++ Optimisation des performances des fonctions

Vue d'ensemble

L'optimisation du jeu d'instructions du processeur est une technique permettant d'améliorer les performances des fonctions en tirant parti des instructions spécifiques fournies par les processeurs modernes. Ces instructions sont généralement optimisées pour des types d'opérations spécifiques, tels que les calculs en virgule flottante ou le traitement de chaînes. En utilisant ces instructions, le temps d'exécution peut être considérablement réduit.

Jeu d'instructions AVX

AVX (Advanced Vector Extensions) est un jeu d'instructions CPU qui fournit des instructions pour effectuer des opérations SIMD (Single Instruction Multiple Data). Les opérations SIMD améliorent les performances en permettant au processeur de traiter plusieurs éléments de données à la fois.

Par exemple, le code suivant utilise les instructions AVX pour calculer la somme d'un ensemble de nombres en parallèle :

#include <immintrin.h>

__m256 sum(float* arr, size_t size) {
  __m256 sum_vec = _mm256_setzero_ps();
  for (size_t i = 0; i < size; i += 8) {
    __m256 val_vec = _mm256_loadu_ps(arr + i);
    sum_vec = _mm256_add_ps(sum_vec, val_vec);
  }
  return sum_vec;
}

Jeu d'instructions SSE

SSE (Streaming SIMD Extensions) est un autre jeu d'instructions CPU qui fournit des fonctions pour exécuter SIMD commandes d'opérations et autres fonctionnalités avancées.

Par exemple, le code suivant utilise les instructions SSE pour copier en toute sécurité un ensemble de mémoire :

#include <tmmintrin.h>

void secure_memcpy(void* dst, void* src, size_t size) {
  char* dst_char = (char*)dst;
  char* src_char = (char*)src;
  for (size_t i = 0; i < size; i += 16) {
    _mm_storeu_si128((__m128i*)dst_char, _mm_loadu_si128((__m128i*)src_char));
    dst_char += 16;
    src_char += 16;
  }
}

Un exemple pratique

Ce qui suit est un exemple pratique d'utilisation de l'optimisation du jeu d'instructions du processeur pour optimiser une tâche de traitement d'image :

// 使用 AVX 指令并行化图像滤波器
__m256 filter_image(float* image, float* filter, size_t width, size_t height) {
  __m256filtered_image = _mm256_setzero_ps();
  for (size_t y = 0; y < height; y++) {
    for (size_t x = 0; x < width; x += 8) {
      __m256 image_vec = _mm256_loadu_ps(image + y * width + x);
      __m256 filter_vec = _mm256_loadu_ps(filter);
      filtered_image_vec = _mm256_add_ps(filtered_image_vec,
                          _mm256_mul_ps(image_vec, filter_vec));
    }
  }
  return filtered_image;
}

Utilisation des jeux d'instructions du processeur Après l'optimisation, les performances du filtre d'image sont considérablement améliorées, ce qui entraîne une réduction du temps de traitement de l'image.

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!