CPU指令集——AVX2

CPU指令集——AVX21.查看CPU所支持的指令集借助CPU-Z工具,可查看当前CPU所支持的指令集:由此可知,Inteli7-7700CPU支持AVX2指令集,但是不支持AVX-512指令集。根据https://medium.com/@hdevalence/even-faster-edwards-curves-with-ifma-8b1e576a00e9可知,其基于AVX512-IFMA的实现是AVX2速…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

1.查看CPU所支持的指令集

  • 对于windows系统,可借助CPU-Z工具,可查看当前CPU所支持的指令集:
    在这里插入图片描述
  • 对于Linux系统,可运行cat /proc/cpuinfo | grep flags来查看当前CPU所支持的指令集:
    在这里插入图片描述

由此可知,Intel i7-7700CPU支持AVX2指令集,但是不支持AVX-512指令集。
AVX512-IFMA为Intel AVX512指令集的一个extension扩展集,主要用于加速整数运算。
根据https://medium.com/@hdevalence/even-faster-edwards-curves-with-ifma-8b1e576a00e9 可知,其基于AVX512-IFMA的实现是AVX2速度的1.5倍。

目前支持AVX512-IFMA指令集的CPU主要有Cannon Lake(如Intel® Core™ i3-8121U Processor)和Ice Lake系列处理器:
在这里插入图片描述

2. SIMD

SIMD的全称为:Single Instruction stream Multiple Data streams,对应的中文名为:单指令流多数据流。
SIMD为并行计算中的一种。
计算机架构Flynn分类法(1966年提出),根据指令流和数据流的并发数量分为:

  • Single instruction stream single data stream(SISD),典型的串行机。
  • Single instruction stream multiple data streams(SIMD),即单一指令可同时操作多个不同的数据流。指令可以pipeline方式顺序执行,也可通过多个功能单元并行执行。
  • Multiple instruction streams single data stream(MISD),多条指令对应一个数据流。该架构除用于容错场景外(如多个系统同时操作相同的数据流,必须达成相同的结果),不常用。
  • Multiple instruction streams multiple data streams(MIMD),多个自治处理器同时对不同的数据执行不同的指令。MIMD包括多核超标量处理器和分布式系统。

3. AVX

AVX为在CPU处理器上实现SIMD操作的指令集。主要衍化流程为:

  • AVX,全称为:Advanced Vector Extensions(又名,Sandy Bridge New Extensions),是Intel和AMD微服务器x86指令集的extension扩展。

  • AVX2扩充到了支持256bit的整数运算指令,引入了Fused-Multiply-Add(FMA)运算。所谓FMA,即可通过单一指令实现 A = A ∗ B + C A=A*B+C A=AB+C计算。

  • AVX-512通过使用新的EVEX prefix编码方式,将AVX扩充到了支持512-bit运算。

Intel AVX introduces support for 256-bit wide SIMD registers (YMM0-YMM7 in operating modes that are 32-bit or less, YMM0-YMM15 in 64-bit mode). The lower 128-bits of the YMM registers are aliased to the respective 128-bit XMM registers.
AVX硬件由16个256bitYMM寄存器(YMM0~YMM15)和1个32-bit control/status控制/状态MXCSR寄存器组成。其中YMM寄存器的低128位与Intel SSE指令集的128-BIT XMM寄存器复用。
在这里插入图片描述
AVX指令集遵循IEEE-754规范,其中的32-bit浮点数为单精度浮点数(float),64-bit浮点数为双精度浮点数(double)。因为AVX中的YMM寄存器为256-bit,所以若存储单精度浮点数32-bit,可存储8个,若存储双精度浮点数64-bit,可存储4个。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
尽管VGX并不要求内存对齐,但是内存对齐有助于提升性能。如对于128-bit访问的16字节对齐和对于256-bit访问的32字节对齐。

MXCSR寄存器的0~5位除非使用LDMXCSRFXRSTOR命令清理,否则将保持不变,分别代表无效的操作:denormal、除0、overflow、underflow和精度。

4. AVX2指令集

根据《Intel® Advanced Vector Extensions Programming Reference.pdf》有:

  • 1) PMULUDQ – Multiply Packed Unsigned Doubleword Integers
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 2)vpunpckldq- Unpack Low Data
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 3)vpunpckhdq- Unpack High Data
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 4)VPSHUFD- Shuffle Packed Doublewords
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 5)VPBLENDD – Blend Packed Dwords
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 6)VPERMD – Full Doublewords Element Permutation
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 7)VPSRLVD——Variable Bit Shift Right Logical
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

参考资料:
[1] https://www.cpuid.com/softwares/cpu-z.html
[2] https://medium.com/@hdevalence/even-faster-edwards-curves-with-ifma-8b1e576a00e9
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/AVX-512
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Vector_Extensions
[5] https://software.intel.com/en-us/articles/introduction-to-intel-advanced-vector-extensions
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/SIMD
[7] 《Intel® Advanced Vector Extensions Programming Reference.pdf》

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-用户IM,转载请注明出处:https://javaforall.cn/139349.html原文链接:https://javaforall.cn

【正版授权,激活自己账号】: Jetbrains全家桶Ide使用,1年售后保障,每天仅需1毛

【官方授权 正版激活】: 官方授权 正版激活 支持Jetbrains家族下所有IDE 使用个人JB账号...

(7)


相关推荐

  • js 图片加载失败处理方法「建议收藏」

    js 图片加载失败处理方法「建议收藏」个人github:https://github.com/qiilee 欢迎follow在项目中不可避免会用到图片,尤其是列表,有时候图片会加载失败;这样就会显示一个很难看的坏图片缩略图;下面介绍两种方法,解决这个问题:1、如果在你的项目中有引入jQuery插件,你可以使用error([[data],fn])这个函数;$("img").error(function(){  //当图…

  • 失眠的反思

    失眠的反思

  • sublime 激活码【2021.7最新】

    (sublime 激活码)这是一篇idea技术相关文章,由全栈君为大家提供,主要知识点是关于2021JetBrains全家桶永久激活码的内容IntelliJ2021最新激活注册码,破解教程可免费永久激活,亲测有效,下面是详细链接哦~https://javaforall.cn/100143.htmlTR0LFTT656-eyJsaWN…

  • pycharm企业版激活码[最新免费获取]

    (pycharm企业版激活码)本文适用于JetBrains家族所有ide,包括IntelliJidea,phpstorm,webstorm,pycharm,datagrip等。https://javaforall.cn/100143.htmlIntelliJ2021最新激活注册码,破解教程可免费永久激活,亲测有效,上面是详细链接哦~S…

  • mysql 索引类型以及使用场景[通俗易懂]

    mysql 索引类型以及使用场景[通俗易懂] 关于MySQL索引的好处,如果正确合理设计并且使用索引的MySQL是一辆兰博基尼的话,那么没有设计和使用索引的MySQL就是一个人力三轮车。对于没有索引的表,单表查询可能几十万数据就是瓶颈,而通常大型网站单日就可能会产生几十万甚至几百万的数据,没有索引查询会变的非常缓慢。还是以WordPress来说,其多个数据表都会对经常被查询的字段添加索引,比如wp_comments表中针对5个字段设计了B…

  • k8sV1.18.0版本一键部署脚本(全部代码在下方)

    k8sV1.18.0版本一键部署脚本(全部代码在下方)

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。

关注全栈程序员社区公众号