进行SIMD多媒体扩展的设计,源于一个很容易观察到的事实: 许多多媒体应用程序操作的数据类型比对32位处理器进行针对性优化的数据类型更窄一些. 图像三基色,都是8位.音频采样也都是8位和16位来表示. SIMD的多媒体扩展指令与标准的SIMD指令相比,它指定的操作数更少,因此使用的寄存器堆更小. SIMD扩展主要对一下三项进行了简化: 1)多媒体SIMD扩展固定了操作代码中数据操作数的数目,从而在x86的体系结构的MMX,SSE,AVX中添加了数百条指令. 2)多媒体SIMD没有提供向量体系结构…

在计算机体系中,数据并行有两种实现路径:MIMD(Multiple Instruction Multiple Data,多指令流多数据流)和SIMD(Single Instruction Multiple Data,单指令流多数据流).其中MIMD的表现形式主要有多发射.多线程.多核心,在当代设计的以处理能力为目标驱动的处理器中,均能看到它们的身影.同时,随着多媒体.大数据.人工智能等应用的兴起,为处理器赋予SIMD处理能力变得愈发重要,因为这些应用存在大量细粒度.同质.独立的数据操作,而SIM…

构建可扩展的GPU加速应用程序(NVIDIA HPC) 研究人员.科学家和开发人员正在通过加速NVIDIA GPU上的高性能计算(HPC)应用来推进科学发展,NVIDIA GPU具有处理当今最具挑战性的科学问题的计算能力.从计算科学到人工智能,GPU加速应用正在带来突破性的科学发现.流行的语言如C.C++.FORTRAN和Python正被用来开发.优化和部署这些应用程序. 面向HPC的GPU程序设计 NVIDIA GPU可以编程得很像CPU.从替换GPU优化的数学库开始.使用标准C++并行算法和…

SIMD指令集 from:https://zhuanlan.zhihu.com/p/31271788 SIMD,即Single Instruction, Multiple Data,一条指令操作多个数据．是CPU基本指令集的扩展．主要用于提供fine grain parallelism,即小碎数据的并行操作．比如说图像处理,图像的数据常用的数据类型是RGB565, RGBA8888, YUV422等格式,这些格式的数据特点是一个像素点的一个分量总是用小于等于8bit的数据表示的．如果使用传统的处…

上一篇计算机系统5-> 计组与体系结构2 | MIPS指令集(上)| 指令系统从顶层讲解了一个指令集 / 指令系统应当具备哪些特征和工作原理.这一篇就聚焦MIPS指令集(MIPS32),看看其汇编语句和机器语言是什么样子的. 参考资料: Computer Organization and Design the 5th Edition,即计算机组成与设计硬件软件接口第五版 龙芯杯MIPS指令系统规范手册 课件,由于是英文且只是老师的思路,所以是辅助参考 <计算机组成原理>谭志虎,HUST(…

系列的上一篇计算机系统4-> 计组与体系结构1 | 基础概念与系统评估,学习了一些计算机的基础概念,将一些基本的计算机组成部分的功能和相互联系了解了一下,其中很重要的一个抽象思想就是软硬件的接口--指令集,这一篇就来具体地学习MIPS指令集. 参考资料: Computer Organization and Design the 5th Edition,即计算机组成与设计硬件软件接口第五版 课件,由于是英文且只是老师的思路,所以是辅助参考 <计算机组成原理>谭志虎,HUST(此书强推) &…

File:Intrinsics头文件 描述:指令集描述VS:Visual Studio版本号VisualStudio:Visual Studio版本名 File 描述 VS VisualStudio intrin.h All Architectures 8.0 2005 mmintrin.h MMX intrinsics 6.0 6.0 SP5+PP5 xmmintrin.h Streaming SIMD Extensions intrinsics 6.0 6.0 SP5+PP5 emmintr…

在计算机体系中,数据并行有两种实现路径:MIMD(Multiple Instruction Multiple Data,多指令流多数据流)和SIMD(Single Instruction Multiple Data,单指令流多数据流).其中MIMD的表现形式主要有多发射.多线程.多核心,在当代设计的以处理能力为目标驱动的处理器中,均能看到它们的身影.同时,随着多媒体.大数据.人工智能等应用的兴起,为处理器赋予SIMD处理能力变得愈发重要,因为这些应用存在大量细粒度.同质.独立的数据操作,而SIM…

在计算机体系中,数据并行有两种实现路径:MIMD(Multiple Instruction Multiple Data,多指令流多数据流)和SIMD(Single Instruction Multiple Data,单指令流多数据流).其中MIMD的表现形式主要有多发射.多线程.多核心,在当代设计的以处理能力为目标驱动的处理器中,均能看到它们的身影.同时,随着多媒体.大数据.人工智能等应用的兴起,为处理器赋予SIMD处理能力变得愈发重要,因为这些应用存在大量细粒度.同质.独立的数据操作,而SIM…

在计算机体系中,数据并行有两种实现路径:MIMD(Multiple Instruction Multiple Data,多指令流多数据流)和SIMD(Single Instruction Multiple Data,单指令流多数据流).其中MIMD的表现形式主要有多发射.多线程.多核心,在当代设计的以处理能力为目标驱动的处理器中,均能看到它们的身影.同时,随着多媒体.大数据.人工智能等应用的兴起,为处理器赋予SIMD处理能力变得愈发重要,因为这些应用存在大量细粒度.同质.独立的数据操作,而SIM…

1) ABOUT:ILP\DLP\TLP 1-1.ILP 大约在1985年之后的所有处理器都使用流水线来重叠指令的执行过,以提高性能.由于指令可以并行执行,所以指令之间可能实现这种重叠称为指令级并行(ILP) ILP大体有两种不同开发方法:(1)依靠硬件来帮助动态发现和开发并行:(2)依靠软件技术在编译时静态地发现并行.使用基于硬件的动态方法的处理器,包括Inter Core系列,在桌面和服务器市场上占主导地位.在个人移动市场,提高能耗效率通常是一个关键目标,所以设计人员开发较低级别的指令级并行…

ML.NET 0.6版本刚刚发布不久,我们知道ML.NET代码已经依赖于使用本机代码库的性能矢量化.这是一个重新实现托管代码中现有代码库的机会,使用.NET Hardware Intrinsics进行矢量化,并比较结果. 什么是矢量化,什么是SIMD,SSE和AVX? 矢量化是用于同时将相同操作应用于阵列的多个元素的名称.在x86 / x64平台上,可以通过使用单指令多数据(SIMD)CPU指令在类似阵列的对象上操作来实现矢量化. SSE(Streaming SIMD Extensions)和A…

Single Instruction Multiple Data,简称SIMD.SIMD描述的是微处理器中单条指令能完成对数据的并行处理.SIMD所使用的是特殊的寄存器,一个寄存器上存储有多个数据,在进行SIMD运算时,这些数据会被分别进行处理,以此实现了数据的并行处理. MMX Intel的第一个SIMD指令集是MultiMedia eXtensions(MMX),在1997年推出.MMX指令主要使用的寄存器为 MM0 ~ MM7,大小为64-bit,这些寄存器是浮点寄存器ST0~ST7(80…

1.主频 主频也叫时钟频率,单位是MHz,用来表示CPU的运算速度. CPU的主频＝外频×倍频系数.很多人认为主频就决定着CPU的运行速度,这不仅是个片面的,而且对于服务器来讲,这个认识也出现了偏差.至今,没有一条确定的公式能够实现主频和实际的运算速度两者之间的数值关系,即使是两大处理器厂家Intel和AMD,在这点上也存在着很大的争议,我们从Intel的产品的发展趋势,可以看出Intel很注重加强自身主频的发展.像其他的处理器厂家,有人曾经拿过一快1G的全美达来做比较,它的运行效率相当于2G的…

引用自:http://tech.sina.com.cn/mobile/n/2011-06-20/18371792199.shtml 这篇文章写的深入浅出,把异构计算的思想和行业趋势描述的非常清楚,难得一见的好文章.按捺不住转一下.^_^   相对于串行计算,并行计算可以划分成时间并行和空间并行.时间并行即流水线技术,空间并行使用多个处理器执行并发计算,当前研究的主要是空间的并行问题.以程序和算法设计人员的角度看,并行计算又可分为数据并行和任务并行.数据并行把大的任务化解成若干个相同的子任务,处理…

SSE 概述 SSE(Streaming SIMD Extensions)是英特尔在AMD的3D Now!发布一年之后,在其计算机芯片Pentium III中引入的指令集,是MMX的超集.AMD后来在Athlon XP中加入了对这个指令集的支持.这个指令集增加了对8个128位寄存器XMM0-XMM7的支持,每个寄存器可以存储4个单精度浮点数.使用这些寄存器的程序必须使用FXSAVE和FXRSTR指令来保持和恢复状态.但是在Pentium III对SSE的实现中,浮点数寄存器又一次被新的指令集占用…

超能课堂(186)CPU中的那些指令集都有什么用? https://www.expreview.com/68615.html 不明觉厉 开始的地方 第一大类:基础运算类x86.x86-64及EM64T等 第二大类:SIMD指令集,有SSE系列,AVX系列 多媒体应用 加解密运算 数据序列化 游戏 科学计算&人工智能 检测处理性能,跑分 第三大类:虚拟化指令集Intel,虚拟机应用 第四大类:安全类指令集,如加解密AES-IN指令集 第五大类:多线程应用,TSX事务同步扩展指令集 总结 本文约51…

ARM体系版本前言 很多人都知道,ARM有许多版本,口中最长说的就是ARM7\ARM9\ARM11,诚然,这个的确是ARM处理器的版本,但绝对不是ARM的版本,其实ARM到迄今为止经历了6代版本,随着时代的变化,ARM也随之变化,版本的不同其实也造就ARM的各种变种! ARM处理器系列的各种处理器,其采用的技术各不相同,性能差异很大,应用的场合也不相同,但只要它是同一个ARM体系版本,那么基于它们的应用软件是兼容的! 不难看出ARM的版本关系到了ARM的兼容性,如果你在开发过程中不了解版本的话,…

2.2  IA-32处理器体系结构 如前所述,IA-32是指始于Intel386直到当前最新的奔腾4的系列的处理器(额...这本书是什么时候写的啊,表示现在应该是I7啊),在IA-32的发展过程中,Intel处理器的内部体系结构已经做出了无数的改进,如流水线.超标量.分支预测以及超线程等.不过就编程而言.可见的变化只有用于多媒体处理以及用于图形计算的指令集扩展. 2.2.1  操作模式 IA-32处理器有三种基本的操作模式:保护模式.实地址模式和系统管理模式.另外一种模式称为虚拟8086模式,是…

GPU特征处理技术 GPU和CPU有何不同? 现代片上系统(SoC)通常集成中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU).设计不同,这可能更取决于处理的数据集的类型. CPU经过优化,可以一次对几块数据执行大量分支任务.在CPU上运行的线程通常是唯一的,并且是独立执行的,通常独立于所有其他线程.任何给定的处理元素都将在单个线程中进行处理.CPU上程序的典型线程数通常为1到8个,在任何时间段内最多为几十个. GPU经过优化,工作原理是同一段代码将在多个线程中执行,通常数为数百万,以处理当今设备的大屏…

在看SEAL库和HElib库中经常在编码中碰到打包(batch)技术,另外还提到了SIMD编码技术,有点困惑,编码.打包.SIMD到底有什么关系? 编码 在CKKS方案中,因为明文空间在复数域上,简单的说一个明文就是一个复数向量,那么CKKS是基于RLWE问题,计算是在环上,也就是整数多项式上,所以在加密之前需要进行编码,将一个复数向量编码成一个整数多项式,然后在加密,进而计算. 那如何将一个复数向量编码为了整数多项式? 具体细节请参考:CKKS Part2: CKKS的编码和解码 BGV和BF…

原文链接 简介 为发挥 SIMD1 的最大作用,除了对其进行矢量化处理2外,我们还需作出其他努力.可以尝试为循环添加 #pragma omp simd3,查看编译器是否成功进行矢量化,如果性能有所提升,则达到满意状态. 然而,可能性能根本不会提升,甚至还会降低. 无论处于何种情况,为了最大限度发挥 SIMD 执行的优势并实现性能提升,通常需要重新设计算法和数据布局,以便生成的 SIMD 代码尽可能高效. 另外还可收到额外的效果,即标量(非矢量化)版代码会表现得更好. 本文将通过一个 3D 动画算…

对SSE的学习总算迈出了第一步,用2天时间对双线性插值的代码进行了优化,现将实现的过程梳理以下,算是对这段学习的一个总结. 1. 什么是SSE 说到SSE,首先要弄清楚的一个概念是SIMD(单指令多数据流,Single Instruction Multiple Data),是一种数据并行技术,能够在一条指令中同时对多个数据执行运算操作,增加处理器的数据吞吐量.SIMD特别的适用于多媒体应用等数据密集型运算. 1.1 历史 1996年Intel首先推出了支持MMX的Pentium处理器,极大地提高…

cpu作为一台电脑中的核心,它的作用是无法替代的.而cpu本身只是在块硅晶片上所集成的超大规模的集成电路,集成的晶体管数量可达到上亿个,是由非常先进复杂的制造工艺制造出来的,拥有相当高的科技含量. CPU指令集 - 概念 CPU依靠指令来计算和控制系统,每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统.指令的强弱也是CPU的重要指标,指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一.从现阶段的主流体系结构讲,指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分,而从具体运用看,如Intel的MMX(Mu…

转自:http://luofl1992.is-programmer.com/posts/38830.html CUDA编程中,习惯称CPU为Host,GPU为Device.编程中最开始接触的东西恐怕是并行架构,诸如Grid.Block的区别会让人一头雾水,我所看的书上所讲述的内容比较抽象,对这些概念的内容没有细讲,于是在这里作一个整理. Grid.Block和Thread的关系 Thread  :并行运算的基本单位(轻量级的线程)Block   :由相互合作的一组线程组成.一个block中的th…

这半年多时间,基本都在折腾一些基本的优化,有很多都是十几年前的技术了,从随大流的角度来考虑,研究这些东西在很多人看来是浪费时间了,即不能赚钱,也对工作能力提升无啥帮助.可我觉得人类所谓的幸福,可以分为物质档次的享受,还有更为复杂的精神上的富有,哪怕这种富有只是存在于短暂的自我满足中也是值得的. 闲话少说, SIMD指令集,这个古老的东西,从第一代开始算起,也快有近20年的历史了,从最开始的MMX技术,到SSE,以及后来的SSE2.SSE3.SSE4.AVX以及11年以后的AVX2,逐渐的成熟和丰…

这半年多时间,基本都在折腾一些基本的优化,有很多都是十几年前的技术了,从随大流的角度来考虑,研究这些东西在很多人看来是浪费时间了,即不能赚钱,也对工作能力提升无啥帮助.可我觉得人类所谓的幸福,可以分为物质档次的享受,还有更为复杂的精神上的富有,哪怕这种富有只是存在于短暂的自我满足中也是值得的. 闲话少说, SIMD指令集,这个古老的东西,从第一代开始算起,也快有近20年的历史了,从最开始的MMX技术,到SSE,以及后来的SSE2.SSE3.SSE4.AVX以及11年以后的AVX2,逐渐的成熟和丰…

OpenCL OpenCL(全称Open Computing Language,开放运算语言)是第一个面向异构系统通用目的并行编程的开放式.免费标准,也是一个统一的编程环境,便于软件开发人员为高性能计算服务器.桌面计算系统.手持设备编写高效轻便的代码,而且广泛适用于多核心处理器(CPU).图形处理器(GPU).Cell类型架构以及数字信号处理器(DSP)等其他并行处理器,在游戏.娱乐.科研.医疗等各种领域都有广阔的发展前景. OpenCL是一个为异构平台编写程序的框架,此异构平台可由CPU,GP…

(一)  背景资料 GPU就是图形处理器,是Graphics Processing Unit的缩写.电脑显示器上显示的图像,在显示在显示器上之前.要经过一些列处理,这个过程有个专有的名词叫"渲染" ,曾经计算机上是没有GPU的,都是通过CPU来进行"渲染"处理的,这些涉及到"渲染"的计算工作很耗时.占用了CPU的大部分时间.之后出现了GPU,是专门为了实现"渲染"这样的计算工作的.用来将CPU解放出来,GPU是专为运行复杂的数…

作者:Yaong 出处:https://www.cnblogs.com/yaongtime/p/14111134.html 版权:本文版权归作者和博客园共有 转载:欢迎转载,但未经作者同意,必须保留此段声明:必须在文章中给出原文连接:否则必究法律责任   if-then-else.loop控制语句的后端实现   本文是通过代码而来,主要记录了在SIMD指令集上,编译器后端对控制语句(if-then-else.loop)的指令生成方法.   引言: "A unique feature of mos…