루프 카운터의 비트 폭을 변경하면 Intel CPU의 _mm_popcnt_u64 성능에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까?

32비트 루프 카운터를 64비트로 교체하면 Intel CPU에서 _mm_popcnt_u64를 사용할 때 상당한 성능 편차가 발생할 수 있습니다

이 문제는 다음과 같은 이유로 발생합니다. 잘못된 데이터 종속성, 특히
_mm_popcnt_u64 명령어에는 대상 레지스터에 대한 잘못된 종속성이 있어 실행되기 전에 대상 레지스터가 준비될 때까지 기다리게 됩니다. 이러한 종속성은 루프 반복을 통해 전달될 수 있으므로 프로세서가 다양한 루프 반복을 병렬화하기 어렵게 만듭니다.

루프 변수 유형(unsigned 대 uint64_t)의 선택은 레지스터 할당자에 영향을 미칩니다

레지스터를 변수에 할당하여 레지스터 할당 및 잘못된 종속성 체인에 차이가 발생합니다. _mm_popcnt_u64 지침.

크기 변수 앞에 정적 키워드를 삽입

레지스터 할당을 변경하고 잘못된 종속성 체인을 끊을 수 있습니다. 경우에 따라 이는 대상 레지스터에 대한 교차 반복 종속성을 제거하여 성능 향상으로 이어질 수 있습니다.

이 문제를 완화하고 일관된 성능을 달성하려면:

• 인라인 어셈블리를 사용하여 레지스터 할당을 제어하고 잘못된 종속성을 깨는 것을 고려해보세요. chain.
• 루프 반복 내에서 여러 _mm_popcnt_u64 명령어에 동일한 레지스터를 사용하지 마세요.
• 가능하면 루프 변수 유형을 사용하세요(예: , unsigned 대 uint64_t) 잘못된 종속성을 깨뜨립니다. chain.
• 정적 변수나 다른 기술을 사용하여 변수가 특정 레지스터에 할당되었는지 확인하세요.
• 다양한 컴파일러에서 다양한 대안을 테스트하세요 특정 플랫폼과 컴파일러 조합에 대해 가장 성능이 좋은 코드를 식별합니다.
• 고급 컴파일러 활용 루프 언롤링 및 벡터화와 같은 최적화 기술을 통해 성능을 더욱 향상할 수 있습니다.

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