AVX2 및 BMI2 명령어는 마스크를 기반으로 왼쪽 패킹을 어떻게 최적화할 수 있습니까?

마스크 기반 효율적인 왼쪽 패킹을 위해 AVX2 및 BMI2 사용

AVX2에서는 vpermps(_mm256_permutevar8x32_ps) 명령을 활용하여 수행할 수 있습니다. 차선 교차 가변 셔플. 또한 BMI2는 pext(Parallel Bits Extract)를 제공하여 문제에 중요한 비트 단위 추출 작업을 수행할 수 있도록 해줍니다.

알고리즘:

1. 시작 상수 보유 팩형 3비트 인덱스([7 6 5 4 3 2 1 0]).
2. pext를 사용하여 원하는 인덱스를 연속 시퀀스로 추출합니다.
3. 각 비트가 인덱스 바이트에 해당하는 마스크를 생성합니다(인덱스는 바이트당 하나씩 압축 해제).
4. 마스크의 각 비트를 복제하여 해당 바이트를 채웁니다.
5. 에서 원하는 인덱스를 추출합니다. pext를 사용하여 ID 셔플.
6. 인덱스 바이트를 32비트 정수로 변환합니다.
7. vpermps를 사용하여 32비트 인덱스 벡터를 기반으로 셔플을 수행합니다.

코드 구현:

#include <stdint.h>
#include <immintrin.h>

__m256 compress256(__m256 src, unsigned int mask)
{
  uint64_t expanded_mask = _pdep_u64(mask, 0x0101010101010101);
  expanded_mask *= 0xFF;
  const uint64_t identity_indices = 0x0706050403020100;
  uint64_t wanted_indices = _pext_u64(identity_indices, expanded_mask);

  __m128i bytevec = _mm_cvtsi64_si128(wanted_indices);
  __m256i shufmask = _mm256_cvtepu8_epi32(bytevec);

  return _mm256_permutevar8x32_ps(src, shufmask);
}

장점:

• 즉시 상수를 사용하고 메모리 로드를 방지합니다.
• 단순성 및

단점:

• Zen 3 이전의 AMD CPU에서는 느린 pdep/pext 성능으로 인해 속도가 느려질 수 있습니다.

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