最適なパフォーマンスを得るために AVX のロード/ストア アライメントの問題を解決するにはどうすればよいですか?

AVX ロード/ストア操作の 32 バイト アライメントの問題を解決するにはどうすればよいですか?

AVX 組み込みのアライメントされていないロードおよびストア操作の使用関数を使用すると、アライメントの問題が発生し、その後のメモリ アクセス エラーが発生する可能性があります。これを解決するには、対応する "_mm256_load_ps" および "_mm256_store_ps" の代わりに、非整列アクセス用の "_mm256_loadu_ps" および "_mm256_storeu_ps" 関数を使用します。

512 ビット AVX-512 ベクトルでは、アライメントが特に重要になり、速度の大幅な向上 (SKX では 15 ～ 20%)大きな配列であっても。データのアライメントを確保することも、キャッシュを効率的に使用するための鍵であり、キャッシュ ラインの分割とそれに伴う遅延によるパフォーマンスの低下を防ぎます。

動的メモリ割り当てテクニック

動的メモリ割り当ての場合は、位置合わせは重要です。次のテクニックを検討してください:

• C 17 Aligned New: 「std::align_val_t」と「aligned new」を使用して、標準のアライメントよりも大きいアライメントされたアドレスを持つメモリを割り当てます。これは、C 17 の "__m256 arr[N]__" のような配列では簡単です。
• Aligned Alloc: "std::aligned_alloc" 関数を利用して、指定されたアライメントでメモリを割り当てます。 。ただし、サイズは要求されたアライメントの倍数である必要があります。
• POSIX Memalign: 「posix_memalign」関数を使用します。この関数は、要求されたメモリ アドレス、アライメント、およびアライメントへのポインタを受け取ります。サイズを引数として使用します。
• _mm_malloc: "_mm_malloc" を特に使用しますAVX 関連のメモリ割り当て用。 「_mm_malloc」から取得したポインタは標準の「free」では解放できず、「_mm_free」との互換性はプラットフォーム間で保証されていないことに注意してください。

その他の考慮事項

• Alignas: "alignas(32)" を採用します配列または構造体のメンバーを使用して、静的および自動ストレージに 32 バイトのアライメントを強制します。この手法は、動的に割り当てられるストレージの C 17 でも機能します。
• ダイレクト OS コントロール: カスタム メモリ割り当てには、ページの割り当てを可能にする「mmap」や「VirtualAlloc」などのシステム コールの使用を検討してください。調整されたメモリと、ページ サイズとメモリ管理に対する OS レベルの制御。

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