GPU编程和流式多处理器(二)

2. 整数支持

SM具有32位整数运算的完整补充。

  • 加法运算符的可选否定加法
  • 乘法与乘法加法
  • 整数除法
  • 逻辑运算
  • 条件码操作
  • to/from浮点转换
  • 其它操作(例如,SIMD指令用于narrow整数,population人口计数,查找第一个零)

CUDA通过标准C运算符公开了大部分此功能。非标准运算(例如24位乘法)可以使用内联PTX汇编或内部函数进行访问。

2.1. 乘法

在Tesla级和Fermi级硬件上,乘法的实现方式有所不同。特斯拉实现了24位乘法器,而费米实现了32位乘法器。因此,SM 1.x硬件上的完整32位乘法需要四个指令。对于针对特斯拉级硬件的性能敏感代码,使用内在函数进行24位乘法是一项性能上的成功。表4显示了与乘法有关的内在函数。

表4乘法本征

2.2. 混合(位操作)

CUDA编译器实现了许多用于位操作的内在函数,如表5所示。在SM 2.x和更高版本的体系结构上,这些内在函数映射到单个指令。在Fermi之前的体系结构上,它们是有效的,可以编译成许多指令。如有疑问,请反汇编并查看微码!64位变体在固有名称__clzll(),ffsll(),popcll()和brevll()的后面附加了“ ll ”(“ long long”为两个ell

表5位操作本征

2.3. Funnel渠道转移(SM 3.5)

GK110添加了一条64位的“漏斗移位”指令,该指令将两个32位值连接在一起(最低有效和最高有效的一半指定为单独的32位输入,但是硬件在对齐的寄存器对上运行),将结果移位左移或右移64位值,然后返回最高有效(左移)或最低有效(右移)32位。

可以使用表6中给出的内在函数访问Funnel移位。这些内在函数在sm_35_intrinsics.h作为嵌入式设备功能(使用嵌入式PTX汇编程序)实现。默认情况下,移位计数的最低有效5位被屏蔽;_lc_RC内在移位值维持在范围0..32。

表6. Funnel平移本征

Funnel移位的应用程序包括以下内容。

  • 多字移位操作
  • 使用对齐的加载和存储在未对齐的缓冲区之间复制内存
  • 旋转

要右移大于64位的数据大小,使用重复的__funnelshift_r()调用,从最低有效字到最高有效字进行操作。结果的最高有效字是使用运算符>>来计算的,该运算符会根据整数类型将零或符号位进行移位。若要将数据大小左移大于64位,使用重复的__funnelshift_l()调用,从最高有效字到最低有效字进行操作。结果的最低有效字是使用operator <<计算的。如果hilo参数相同,则Funnel移位会影响旋转操作。

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