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我們如何優化 C 語言中的矩陣轉置以獲得最大速度?

Barbara Streisand
發布: 2024-12-15 01:05:22
原創
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How Can We Optimize Matrix Transposition in C   for Maximum Speed?

C 中的轉置矩陣:最佳化速度

轉置矩陣涉及重新排列元素以切換行和列。它適用於各種計算任務,包括矩陣乘法和影像處理。在此操作中實現高速性能對於效率至關重要。

天真的方法:

一個簡單的方法是明確交換每個行和列元素。雖然這很簡單,但涉及冗餘副本,導致效率較低。

最佳化的標量轉置:

更有效率的標量轉置使用 #pragma omp parallel 作為指令和循環最佳化以並行化計算。此函數透過按轉置順序將來源中的元素分配到目標來重新排序矩陣。

最佳化的區塊轉置:

block_size=16 的循環阻塞可提供進一步的效能改進。此函數將矩陣分割為方形塊,並使用小矩陣的專用轉置函數轉置每個區塊。分塊可減少快取未命中並提高資料局部性。

基於 SSE 的轉置:

最快的轉置實現利用 SSE 內在函數來執行 4x4 區塊轉置。使用_MM_TRANSPOSE4_PS宏,對128位元SSE暫存器進行重新排序,以實現高速轉置。此方法對於快取局部性成為關鍵效能因素的大型矩陣特別有效。

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來源:php.cn
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