AVX のロード/ストア操作で適切なメモリ アライメントを確保するにはどうすればよいですか?

AVX ロード/ストア操作のアライメントに関する考慮事項

AVX レジスタを使用する場合、メモリ アライメントを考慮することが重要です。提供されているコード例では、256 ビット YMM レジスタをアライメントされていないメモリ位置に保存しようとすると、アライメントの問題が発生します。

アライメントされていないロード/ストア操作の使用

この問題の回避策は、_mm256_loadu_ps および _mm256_storeu_ps を使用することです。アライメントされていないロードおよびストア用に特別に設計された組み込み関数。これらの操作は、整列された操作ほどパフォーマンスが劣る可能性がありますが、データの整合性を確保し、整列違反によるクラッシュを防ぎます。

静的ストレージと自動ストレージの整列を確保する

場合データが静的変数または自動変数に格納されている場合は、alignas 指定子を使用して位置合わせを強制できます。たとえば、alignas(32) float arr[N]; となります。

アライメントされた動的割り当て

動的割り当ての場合、C 17 は、指定されたアライメントでメモリを割り当てる、アライメントされた new および delete 演算子を提供します。あるいは、 std::aligned_alloc 関数を使用して、アライメントされたメモリを割り当てることもできます。

代替割り当てオプション

アライメントされた動的割り当てのその他のオプションは次のとおりです。

• Intel の組み込みライブラリの _mm_malloc を使用します (ただし、割り当てられたメモリは free を使用して解放できません)。
• POSIX 標準の posix_memalign を採用していますが、その制限と不格好なインターフェイスに注意してください。

移植性のない手法の回避

ポインター演算の使用を避けることをお勧めしますこれらの手法は移植性がなく、メモリ エラーを引き起こす可能性があるため、手動のアライメント ロジックも使用できます。

結論

AVX のロード/ストア操作のアライメント要件を理解することで、アライメントされたメモリ割り当てに利用可能なツールとテクニックを利用すると、アライメントの問題を回避し、効率的で信頼性の高いコード実行を保証できます。

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