探索AVX 512: 3種超高速項目編程方式
目錄
- 簡介
- agnafog的vcl
- 編譯器內建函式
- 組合語言
- 總結
Exploring AVX 512: 打造超高速項目的三種方式 🚀
嗨大家好,歡迎來到另一個視頻。今天,我們要探索AVX 512,這將是一個三部曲的系列。在這個視頻中,我們將介紹三種不同的方法,讓你能夠在自己的項目中編寫AVX 512的代碼。我們將從agnafog的vcl開始,然後介紹內建函式和一點點手動編寫組合語言。如果你想的話,你甚至可以在同一個項目中使用這三種方法。那麼,讓我們開始學習agnafog的vcl吧!
1. 介紹
在開始編寫AVX 512代碼之前,你可能需要先將你的項目切換到x64環境,這在配置管理器中可以設置。這樣你就可以運行64位應用程序,利用AVX 512指令集的優勢。接下來,你需要添加一個cpp文件,然後在項目屬性中進行配置。
2. agnafog的vcl
agnafog的vcl是一個免費的向量庫,設計用於加速你的代碼。它使用內部的cmd指令集,讓你的代碼運行更快。同時,這個庫非常方便易用。你可以在vcl的GitHub上下載這個庫,並把它解壓到你的項目文件夾中。解壓之後,你會看到該庫包含了一些頭文件、幾個cpp文件、許可證和更多。在項目屬性中添加vcl的頭文件路徑,這樣Visual Studio才能找到該庫。
要使用vcl,你只需要使用一些簡單的操作符就可以進行AVX 512的編程。例如,你可以使用vcl::Vc::double_v
類型定義一個存儲8個雙精度浮點數的向量。然後,你可以使用標準運算符來進行向量間的算術運算。這將大大簡化你的代碼。下面是一個例子:
#include <iostream>
#include <vcl/vectorclass.h>
int main() {
vcl::Vc::double_v a = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0};
vcl::Vc::double_v b = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
vcl::Vc::double_v c = a + b;
for (int i = 0; i < 8; i++) {
std::cout << c[i] << " ";
}
return 0;
}
這段代碼將兩個向量a和b相加,然後將結果存儲在向量c中。最後,將c向量的內容輸出到控制台。你會看到結果是2、3、4、5、6、7、8、9。這個例子只是一個簡單的示例,讓你了解vcl庫的基礎。實際上,vcl庫還提供了更多功能,如按位操作、數學函數和更多。
3. 編譯器內建函式
除了使用第三方庫來編寫AVX 512代碼外,你還可以使用編譯器提供的內建函式。這些內建函式是直接由編譯器轉換為相應的AVX 512指令的。這種方法相對於使用庫函式來說,更加低級,也更加親近硬件。下面是一個使用編譯器內建函式的例子:
#include <iostream>
#include <immintrin.h>
int main() {
double a[8] = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0};
double b[8] = {1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0};
double c[8] = {0};
__m512d avx_a = _mm512_load_pd(a);
__m512d avx_b = _mm512_load_pd(b);
__m512d avx_c = _mm512_add_pd(avx_a, avx_b);
_mm512_store_pd(c, avx_c);
for (int i = 0; i < 8; i++) {
std::cout << c[i] << " ";
}
return 0;
}
這段代碼和前面的例子實現的功能是完全相同的,只是使用了編譯器的內建函式來執行AVX 512指令。你可以看到這段代碼更加低級,需要手動將數據載入和保存到寄存器中,並調用相應的指令來執行算術運算。如果你對計算機體系結構和低級編程有一定的了解,那麼這種方法可能更適合你。
4. 組合語言
如果你想更進一步,你還可以直接編寫AVX 512組合語言代碼。這種方法非常低級,需要精確地控制寄存器和內存的使用。下面是一個使用組合語言的例子:
section .data
a: dd 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0
b: dd 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0
c: times 8 dd 0.0
section .text
global main
main:
mov rax, 0
mov rcx, qword [a]
mov rdx, qword [b]
mov r8, qword [c]
vmovupd zmm0, [rcx]
vmovupd zmm1, [rdx]
vaddpd zmm2, zmm0, zmm1
vmovupd [r8], zmm2
sub rax, 8
jnz main
mov rcx, qword [c]
mov rdx, 0
print_loop:
mov rax, qword [rcx + rdx*8]
mov rdi, format
xor rax, rax
call printf
inc rdx
cmp rdx, 8
jl print_loop
mov eax, 0
ret
section .data
format db "%lf", 10, 0
這是一個完整的組合語言代碼,使用AVX 512指令來執行向量加法。這段代碼載入向量a和b,然後使用vaddpd指令將它們相加並保存到向量c中。最後,將向量c的內容輸出到控制台。
5. 總結
在這個視頻中,我們探索了在項目中編寫AVX 512代碼的三種方法。你可以選擇使用第三方庫、編譯器內建函式或直接編寫組合語言代碼來實現AVX 512的功能。每種方法都有自己的優點和局限性,你需要根據你的項目需求和個人技術水平來做出選擇。
希望這個視頻能對你有所幫助,並帶給你一個良好的學習體驗。如果你還有任何問題,請隨時聯繫我們。祝你有個愉快的一天!
亮點
- 介紹了agnafog的vcl庫,將AVX 512編程變得方便且易於閱讀。
- 簡要介紹了使用編譯器內建函式進行AVX 512編程的方法。
- 提供了使用組合語言編寫AVX 512代碼的示例。
常見問題與解答
1. AVX 512有什麼優勢?
AVX 512是一個強大的指令集擴展,可以同時處理更多的數據。這一特性使得AVX 512在數據密集型應用中表現非常出色,例如科學計算、大數據分析等。
2. 與AVX 2相比,AVX 512的性能提升如何?
AVX 512與AVX 2相比在性能方面有顯著的提升。AVX 512可以將更多的數據一次性加載到向量寄存器中,並且支持更多的運算,這使得它在許多應用中能夠更快地執行計算。
3. 使用AVX 512有什麼注意事項?
使用AVX 512需要注意兩個主要方面:兼容性和內存對齊。首先,你需要確保你的處理器支持AVX 512指令集。其次,由於AVX 512要求數據與內存對齊,所以你需要優化你的代碼,確保數據正確對齊。
4. 還有其他的AVX 512庫嗎?
除了agnafog的vcl庫之外,還有其他一些非常流行的AVX 512庫,如Intel的IPP庫、OpenBLAS和MKL庫等。這些庫提供了更多的功能和效能優化,可以根據你的具體需求進行選擇。
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