x86_64 是否支持双精度和 SSE/AVX 向量上的原子操作？

x86_64 上的原子浮点运算和 SSE/AVX 矢量加载/存储

虽然 C 11 支持无锁 std::atomic，但它确实支持由于 CPU 依赖性，当前不支持原子 AVX/SSE 向量。然而，问题出现了：x86_64 是否为双精度或向量上的原子操作提供汇编级支持？

x86_64 上的原子操作

x86_64 支持以下对双精度的原子操作，使用锁执行 -自由的说明：

• 加载
• 存储
• 加
• 减
• 乘

原子向量运算x86_64

不幸的是，无法保证 128b 或 256b 向量在缓存一致性系统中存储或加载的原子性。但是，对于对齐向量，您可以安全地在共享双精度数组上使用向量加载和存储，而无需担心撕裂的风险。

如果需要原子 16B 加载，则唯一的选择是使用带有desired=expected 的锁 cmpxchg16b。如果成功，它将用自身替换现有值。如果失败，您将获得旧内容。请注意，此“加载”会在只读内存上出现错误，因此在将指针传递给执行此操作的函数时要小心。

原子 16B 存储和 RMW 都可以以明显的方式使用锁 cmpxchg16b。这使得纯存储比常规向量存储昂贵得多，尤其是在多次重试 cmpxchg16b 的情况下。然而，原子 RMW 已经很昂贵了。

原子向量运算的局限性

• 原子<__m128d>由于使用 cmpxchg16b，即使对于只读或只写操作也会很慢。
• atomic<__m256d>不能是无锁的。
• alignas(64)atomic共享缓冲区[1024]；将允许自动矢量化，但编译器不会为此生成有效的 asm。

原子读取和更新 16B 对象

您可以原子更新 16B 对象，但单独读取 8B 一半。然而，编译器没有提供一种干净的方式来表达这一点，并且由于编译器开发人员不断的考虑，内联 cmpxchg16b 是不可靠的。

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