如何使用 SSE SIMD 指令在 Intel CPU 上开发快速前缀求和算法？

Intel CPU 上的 SIMD 前缀和

问题：

使用 SSE SIMD CPU 开发快速前缀和算法

答案：

最佳解决方案涉及两个并行传递：

传递 1：

• 使用 SSE 并行计算部分和SIMD。
• 存储每个部分和的总和。

第 2 步：

• 添加总和前一部分和下一部分和，使用SIMD。

优点：

• 并行性减少了两个通道中的计算时间。
• 第 2 通道中的 SIMD 优化进一步增强

实现说明：

• 算法的时间成本估计为 (n/m)*(1 1/w) ，其中n是数组大小，m是核心数量，w是SIMD宽度。
• 该算法显着比顺序实现更快，在四核系统上提供约 7 倍的加速系数。
• 对于大型数组，第二遍可以通过按顺序分块和执行块来进一步优化，同时将数据保留在缓存中。

代码示例：

__m128 scan_SSE(__m128 x) {
    x = _mm_add_ps(x, _mm_castsi128_ps(_mm_slli_si128(_mm_castps_si128(x), 4)));
    x = _mm_add_ps(x, _mm_shuffle_ps(_mm_setzero_ps(), x, 0x40));
    return x;
}

float pass1_SSE(float *a, float *s, const int n) {
    __m128 offset = _mm_setzero_ps();
    #pragma omp for schedule(static) nowait
    for (int i = 0; i 

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