使用 AVX 載入/儲存內在函數時如何解決對齊問題？

解決AVX 加載/存儲操作的32 字節對齊問題

問題：

當使用具有256 位元暫存器的Intel AVX內在函數時，使用者經常會遇到對齊問題。記憶體存取需要正確對齊以獲得最佳效能。例如，嘗試將 256 位元 AVX 向量（ymm 暫存器）儲存到未對齊的記憶體中可能會導致執行時間錯誤。

答案：

處理這些對齊有效地解決問題，有幾種方法可用：

1。使用未對齊的記憶體存取內部函數：

• 使用 _mm256_loadu_ps / _mm256_storeu_ps 內部函數進行未對齊的載入和儲存操作。
• 這些內部函數會忽略對齊約束，不會觸發執行時期錯誤。
• 但是，需要注意的是未對齊的記憶體存取可能會影響效能。

2.確保記憶體對齊：

• 使用alignas(32)或aligned_alloc()等技術以適當的對齊方式分配記憶體。
• 這確保資料結構和變數正確對齊以實現高效的 AVX 操作。
• 例如，使用alignas(32) float arr[N];將建立一個靜態分配的對齊浮點數組。

3.對齊動態分配：

• 動態記憶體分配採用對齊的 new / 對齊的刪除，以確保正確對齊。
• 在 C 17 中，如果類型的alignof值超出標準對齊，aligned new 會自動用於該類型。

4.非自由相容分配器：

• 考慮使用 _mm_malloc 進行動態記憶體分配。
• _mm_malloc 確保記憶體對齊，但與 free() 不相容。
• 另一種方法是使用 mmap 或 VirtualAlloc 等系統調用，它們提供頁對齊內存，但需要手動內存管理。

5.使用對齊的結構體或陣列：

• 使用alignas()定義陣列或類別成員以強制對齊。
• 例如， structalignas(32) MyStruct { float data[ 10]; };將確保 MyStruct 的任何實例都具有 32 位元組對齊。

其他注意事項：

• 對齊對於 512 位元 AVX-512 至關重要向量，為現代 CPU 提供顯著的效能優勢。
• 始終檢查new 和aligned_alloc 的文檔，以了解它們的行為和任何潛在的限制。

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