SIMD library

Объединено со стандартом ISO C++ Функциональность, описанная на этой странице, была объединена с основной веткой стандарта ISO C++ по состоянию на 11/2024; см. типы для параллельной обработки данных (SIMD) (since C++26)

Библиотека SIMD предоставляет переносимые типы для явного указания параллелизма данных и структурирования данных для более эффективного доступа SIMD.

Объект типа simd<T> ведёт себя аналогично объектам типа T . Но в то время как T хранит и обрабатывает одно значение, simd<T> хранит и обрабатывает несколько значений (называемых шириной , но идентифицируемых как size для согласованности с остальной частью стандартной библиотеки; см. simd_size ).

Каждый оператор и операция над simd<T> действует поэлементно (за исключением горизонтальных операций, которые явно обозначены как таковые). Это простое правило выражает принцип параллелизма данных и будет использоваться компилятором для генерации SIMD инструкций и/или независимых потоков выполнения.

Ширина типов simd<T> и native_simd<T> определяется реализацией во время компиляции. В отличие от этого, ширина типа fixed_size_simd<T, N> фиксируется разработчиком до определенного размера.

Рекомендуемый паттерн для эффективного использования комбинации различных SIMD-типов использует native_simd и rebind_simd :

#include <experimental/simd>
namespace stdx = std::experimental;
using floatv  = stdx::native_simd<float>;
using doublev = stdx::rebind_simd_t<double, floatv>;
using intv    = stdx::rebind_simd_t<int, floatv>;

Это гарантирует, что набор типов имеет одинаковую ширину и, следовательно, может быть преобразован. Преобразование с несовпадающей шириной не определено, поскольку оно либо приведет к потере значений, либо потребует создания значений. Для операций изменения размера библиотека SIMD предоставляет функции split и concat .

Основные классы

Теги ABI

Теги выравнивания

Выражение where

Приведения типов

Алгоритмы

Редукция

Редукция маски

Трейты

Математические функции

Все функции в <cmath> , за исключением специальных математических функций, перегружены для simd .

Пример

#include <experimental/simd>
#include <iostream>
#include <string_view>
namespace stdx = std::experimental;
void println(std::string_view name, auto const& a)
{
    std::cout << name << ": ";
    for (std::size_t i{}; i != std::size(a); ++i)
        std::cout << a[i] << ' ';
    std::cout << '\n';
}
template<class A>
stdx::simd<int, A> my_abs(stdx::simd<int, A> x)
{
    where(x < 0, x) = -x;
    return x;
}
int main()
{
    const stdx::native_simd<int> a = 1;
    println("a", a);
    const stdx::native_simd<int> b([](int i) { return i - 2; });
    println("b", b);
    const auto c = a + b;
    println("c", c);
    const auto d = my_abs(c);
    println("d", d);
    const auto e = d * d;
    println("e", e);
    const auto inner_product = stdx::reduce(e);
    std::cout << "inner product: " << inner_product << '\n';
    const stdx::fixed_size_simd<long double, 16> x([](int i) { return i; });
    println("x", x);
    println("cos²(x) + sin²(x)", stdx::pow(stdx::cos(x), 2) + stdx::pow(stdx::sin(x), 2));
}

a: 1 1 1 1 
b: -2 -1 0 1 
c: -1 0 1 2 
d: 1 0 1 2 
e: 1 0 1 4 
inner product: 6
x: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 
cos²(x) + sin²(x): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Смотрите также

Внешние ссылки