Wie erreicht man 4 FLOPs pro Zyklus auf modernen x86-64-Intel-CPUs?
Wie erreicht man das theoretische Maximum von 4 FLOPs pro Zyklus?
Es ist theoretisch möglich, eine Spitzenleistung von 4 Gleitkommazahlen zu erreichen Operationen (doppelte Genauigkeit) pro Zyklus auf modernen x86-64-Intel-CPUs, indem Sie Folgendes verwenden Techniken:
Optimieren von Code für SSE-Anweisungen
- Verwenden Sie SSE-Anweisungen (Streaming SIMD Extensions), die die parallele Verarbeitung mehrerer Datenelemente ermöglichen.
- Stellen Sie sicher, dass der Code für eine optimale SSE-Leistung richtig ausgerichtet ist.
Schleife Entrollen und Verschachteln
- Entrollen innerer Schleifen, um die Parallelität auf Befehlsebene zu verbessern.
- Verschachteln multipliziert und addiert, um die Pipeline-Fähigkeiten der CPU zu nutzen.
Vorgänge gruppieren in Dreier
- Ordnen Sie Vorgänge in Dreiergruppen an, um sie an die Ausführungseinheiten einiger Intel-CPUs anzupassen. Dies ermöglicht den Wechsel zwischen Add- und Mul-Anweisungen und maximiert so den Durchsatz.
Vermeidung unnötiger Verzögerungen und Abhängigkeiten
- Minimieren Sie Datenabhängigkeiten zwischen Anweisungen, um Verzögerungen zu vermeiden .
- Verwenden Sie Compiler-Optimierungen (-O3 oder höher), um Unnötiges zu identifizieren und zu beseitigen Abhängigkeiten.
Beispielcode
Der folgende Codeausschnitt zeigt, wie man auf Intel Core i5- und Core i7-CPUs nahezu Spitzenleistung erreicht:
#include <emmintrin.h> #include <omp.h> #include <iostream> using namespace std; typedef unsigned long long uint64; double test_dp_mac_SSE(double x, double y, uint64 iterations) { register __m128d r0, r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8, r9, rA, rB, rC, rD, rE, rF; // Generate starting data. r0 = _mm_set1_pd(x); r1 = _mm_set1_pd(y); r8 = _mm_set1_pd(-0.0); r2 = _mm_xor_pd(r0, r8); r3 = _mm_or_pd(r0, r8); r4 = _mm_andnot_pd(r8, r0); r5 = _mm_mul_pd(r1, _mm_set1_pd(0.37796447300922722721)); r6 = _mm_mul_pd(r1, _mm_set1_pd(0.24253562503633297352)); r7 = _mm_mul_pd(r1, _mm_set1_pd(4.1231056256176605498)); r8 = _mm_add_pd(r0, _mm_set1_pd(0.37796447300922722721)); r9 = _mm_add_pd(r1, _mm_set1_pd(0.24253562503633297352)); rA = _mm_sub_pd(r0, _mm_set1_pd(4.1231056256176605498)); rB = _mm_sub_pd(r1, _mm_set1_pd(4.1231056256176605498)); rC = _mm_set1_pd(1.4142135623730950488); rD = _mm_set1_pd(1.7320508075688772935); rE = _mm_set1_pd(0.57735026918962576451); rF = _mm_set1_pd(0.70710678118654752440); uint64 iMASK = 0x800fffffffffffffull; __m128d MASK = _mm_set1_pd(*(double*)&iMASK); __m128d vONE = _mm_set1_pd(1.0); uint64 c = 0; while (c < iterations) { size_t i = 0; while (i < 1000) { // Main computational loop r0 = _mm_mul_pd(r0, rC); r1 = _mm_add_pd(r1, rD); r2 = _mm_mul_pd(r2, rE); r3 = _mm_sub_pd(r3, rF); r4 = _mm_mul_pd(r4, rC); r5 = _mm_add_pd(r5, rD); r6 = _mm_mul_pd(r6, rE); r7 = _mm_sub_pd(r7, rF); r8 = _mm_mul_pd(r8, rC); r9 = _mm_add_pd(r9, rD); rA = _mm_mul_pd(rA, rE); rB = _mm_sub_pd(rB, rF); r0 = _mm_add_pd(r0, rF); r1 = _mm_mul_pd(r1, rE); r2 = _mm_sub_pd(r2, rD); r3 = _mm_mul_pd(r3, rC); r4 = _mm_add_pd(r4, rF); r5 = _mm_mul_pd(r5, rE); r6 = _mm_sub_pd(r6, rD); r7 = _mm_mul_pd(r7, rC); r8 = _mm_add_pd(r8, rF); r9 = _mm_mul_pd(r9, rE); rA = _mm_sub_pd(rA, rD); rB = _mm_mul_pd(rB, rC); r0 = _mm_mul_pd(r0, rC); r1 = _mm_add_pd(r1, rD); r2 = _mm_mul_pd(r2, rE); r3 = _mm_sub_pd(r3, rF); r4 = _mm_mul_pd(r4, rC); r5 = _mm_add_pd(r5, rD); r6 = _mm_mul_pd(r6, rE); r7 = _mm_sub_pd(r7, rF); r8 = _mm_mul_pd(r8, rC); r9 = _mm_add_pd(r9, rD);
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Die Geschichte und Entwicklung von C# und C sind einzigartig, und auch die Zukunftsaussichten sind unterschiedlich. 1.C wurde 1983 von Bjarnestrustrup erfunden, um eine objektorientierte Programmierung in die C-Sprache einzuführen. Sein Evolutionsprozess umfasst mehrere Standardisierungen, z. B. C 11 Einführung von Auto-Keywords und Lambda-Ausdrücken, C 20 Einführung von Konzepten und Coroutinen und sich in Zukunft auf Leistung und Programme auf Systemebene konzentrieren. 2.C# wurde von Microsoft im Jahr 2000 veröffentlicht. Durch die Kombination der Vorteile von C und Java konzentriert sich seine Entwicklung auf Einfachheit und Produktivität. Zum Beispiel führte C#2.0 Generics und C#5.0 ein, die eine asynchrone Programmierung eingeführt haben, die sich in Zukunft auf die Produktivität und das Cloud -Computing der Entwickler konzentrieren.

Es gibt signifikante Unterschiede in den Lernkurven von C# und C- und Entwicklererfahrung. 1) Die Lernkurve von C# ist relativ flach und für rasche Entwicklung und Anwendungen auf Unternehmensebene geeignet. 2) Die Lernkurve von C ist steil und für Steuerszenarien mit hoher Leistung und niedrigem Level geeignet.

C -Lernende und Entwickler können Ressourcen und Unterstützung von Stackoverflow, Reddits R/CPP -Community, Coursera und EDX -Kursen, Open -Source -Projekten zu Github, professionellen Beratungsdiensten und CPPCON erhalten. 1. Stackoverflow gibt Antworten auf technische Fragen. 2. Die R/CPP -Community von Reddit teilt die neuesten Nachrichten; 3.. Coursera und EDX bieten formelle C -Kurse; 4. Open Source -Projekte auf Github wie LLVM und Boost verbessern die Fähigkeiten; 5. Professionelle Beratungsdienste wie Jetbrains und Perforce bieten technische Unterstützung; 6. CPPCON und andere Konferenzen helfen Karrieren

C interagiert mit XML über Bibliotheken von Drittanbietern (wie Tinyxml, Pugixml, Xerces-C). 1) Verwenden Sie die Bibliothek, um XML-Dateien zu analysieren und in C-verarbeitbare Datenstrukturen umzuwandeln. 2) Konvertieren Sie beim Generieren von XML die C -Datenstruktur in das XML -Format. 3) In praktischen Anwendungen wird XML häufig für Konfigurationsdateien und Datenaustausch verwendet, um die Entwicklungseffizienz zu verbessern.

Die Anwendung der statischen Analyse in C umfasst hauptsächlich das Erkennen von Problemen mit Speicherverwaltung, das Überprüfen von Code -Logikfehlern und die Verbesserung der Codesicherheit. 1) Statische Analyse kann Probleme wie Speicherlecks, Doppelfreisetzungen und nicht initialisierte Zeiger identifizieren. 2) Es kann ungenutzte Variablen, tote Code und logische Widersprüche erkennen. 3) Statische Analysetools wie die Deckung können Pufferüberlauf, Ganzzahlüberlauf und unsichere API -Aufrufe zur Verbesserung der Codesicherheit erkennen.

C hat immer noch wichtige Relevanz für die moderne Programmierung. 1) Hochleistungs- und direkte Hardware-Betriebsfunktionen machen es zur ersten Wahl in den Bereichen Spieleentwicklung, eingebettete Systeme und Hochleistungs-Computing. 2) Reiche Programmierparadigmen und moderne Funktionen wie Smart -Zeiger und Vorlagenprogrammierung verbessern seine Flexibilität und Effizienz. Obwohl die Lernkurve steil ist, machen sie im heutigen Programmierökosystem immer noch wichtig.

Durch die Verwendung der Chrono -Bibliothek in C können Sie Zeit- und Zeitintervalle genauer steuern. Erkunden wir den Charme dieser Bibliothek. Die Chrono -Bibliothek von C ist Teil der Standardbibliothek, die eine moderne Möglichkeit bietet, mit Zeit- und Zeitintervallen umzugehen. Für Programmierer, die in der Zeit gelitten haben.H und CTime, ist Chrono zweifellos ein Segen. Es verbessert nicht nur die Lesbarkeit und Wartbarkeit des Codes, sondern bietet auch eine höhere Genauigkeit und Flexibilität. Beginnen wir mit den Grundlagen. Die Chrono -Bibliothek enthält hauptsächlich die folgenden Schlüsselkomponenten: std :: chrono :: system_clock: repräsentiert die Systemuhr, mit der die aktuelle Zeit erhalten wird. std :: chron

Die Zukunft von C wird sich auf parallele Computer, Sicherheit, Modularisierung und KI/maschinelles Lernen konzentrieren: 1) Paralleles Computer wird durch Merkmale wie Coroutinen verbessert. 2) Die Sicherheit wird durch strengere Mechanismen vom Typ Überprüfung und Speicherverwaltung verbessert. 3) Modulation vereinfacht die Codeorganisation und die Kompilierung. 4) KI und maschinelles Lernen fordern C dazu auf, sich an neue Bedürfnisse anzupassen, wie z. B. numerische Computer- und GPU -Programmierunterstützung.
