AVX

Архитектурна справкаFeex

AVX, Advanced Vector Extensions, добавя модел за векторно програмиране с YMM регистри и VEX-кодирани инструкции, включително 256-битови операции с плаваща запетая. Изискват се както поддръжка от процесора, така и управление на състоянието от операционната система.

Какво трябва да знаете

Как работи

AVX разширява векторните регистри до 256 бита, като долните 128 бита на всеки YMM регистър се припокриват със съответния XMM регистър. Много инструкции използват форма с три операнда, позволяваща дестинацията да се различава от входните данни. Един 256-битов вектор може да побере 8 стойности с плаваща запетая с единична точност или 4 с двойна точност, но инструкциите се различават по типовете на операндите и поведението си.

Къде е полезно

Числов цикъл може да събере няколко независими стойности с плаваща запетая с една векторна инструкция. Компилаторът или библиотеката трябва да генерират този код и да организират правилно зарежданията, подравняването, обработката на остатъчните елементи (tails) и зависимостите. AVX не разпределя автоматично произволна програма паралелно между ядрата, а целочислените операции при 256 бита изискват проверка на съответното разширение, вместо да се предполага AVX2.

Как се проверява поддръжката и активирането

Проверете CPUID.01H:ECX AVX бит 28, XSAVE бит 26 и OSXSAVE бит 27. Едва след потвърждаване на OSXSAVE софтуерът може да използва XGETBV с ECX=0 и да провери дали битове 1 и 2 в XCR0 разрешават XMM и YMM състоянието. Използвайте поддържан механизъм за пренасочване по време на изпълнение, вместо да изпълнявате AVX като опит за откриване.

Програмата трябва както да съдържа подходяща реализация, така и да я избира по време на изпълнение. Изброяването на хардуера, активираното от ОС състояние на регистрите и компилираната базова версия на двоичния файл са отделни проверки. Виртуалната машина може умишлено да предоставя по-малко функции от своя хост, а контейнерът не добавя инструкции към процесора на хоста.

Какво не гарантира тази функция

Поддръжката на AVX сама по себе си не означава AVX2, FMA, F16C, AVX-VNNI или AVX-512. Ширината на вектора не показва колко цикъла отнема дадена инструкция. Дадена виртуална машина може да предоставя по-малък набор от инструкции от физическия хост.

Съвместимост и производителност на практика

Измервайте пълното работно натоварване с представителни данни. По-широките вектори могат да намалят броя на инструкциите, като оставят непроменени трафика към паметта, синхронизацията или разходите за преобразуване. Латентността на инструкциите, пропускателната способност и енергийното поведение зависят от точната микроархитектура и условията на работа.

Практически контролен списък за проверка

Запишете точния модел на процесора или платформата, както и използваните версии на приложението, операционната система и средата за изпълнение. Запазете точния текст на действителната грешка или изискване.
Проверете документацията от производителя за този точен модел, след което инспектирайте действителните възможности и активираното състояние в средата, където работи програмата.
Сравнете всяко изискване на избрания двоичен файл или бекенд. Подобно наименувана функция, псевдоним или общ технологичен етикет не са достатъчни.
Потвърдете, че приложението е избрало планираната реализация. Използвайте неговата документирана диагностика и поддържан резервен вариант, когато изискванията не са изпълнени.
Правете по една поддържана промяна наведнъж и повтаряйте същото работно натоварване. Запазете достъпни оригиналната конфигурация и плана за възстановяване.

Ако функцията е посочена, но софтуерът не може да я използва

Започнете с точния компонент, който дава грешка. Хардуерната база данни описва записаните възможности; операционната система или хипервайзорът могат да предоставят различна ефективна среда. Грешка за невалидна инструкция (illegal-instruction) също изисква разследване на действителната сриваща се инструкция и компилацията на двоичния файл, тъй като повреда или несвързана неподдържана инструкция може да предизвика подобен симптом.

Инсталирайте версията на приложението, драйвера или средата за изпълнение, която се поддържа за точната платформа, и използвайте документираната от производителя базова или резервна компилация, ако е необходимо. Софтуерна актуализация не може да създаде инструкция, която липсва в процесора. Промените във фърмуера и политиките за сигурност трябва да следват процедурата на производителя на системата и план за възстановяване, а не общи съвети за оптимизация.

Източници и обхват на това обяснение

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Linux ядро: използване на XSTATE функции в потребителското пространство

Тези източници установяват архитектурното поведение и софтуерните изисквания. Те не проверяват независимо всяка стойност на параметър на свързана страница за хардуерен модел. За поддръжка на даден модел използвайте данните от производителя на съответната страница и проверете ефективната системна конфигурация. Тази статия не предоставя бенчмарк, сертификация или дата на независим преглед.

Източници и проверка

Редакционна собственост: Feex. Не е записана дата на независим преглед. Как проучваме.

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Томове 1 и 2 описват посочените семейства инструкции и CPUID; Том 3 описва състоянието, страницирането, VMX и контролите за защита. Документацията за архитектурата не гарантира поддръжка за конкретен модел.
Linux ядро: използване на XSTATE функции в потребителското пространство · Активирано от ОС векторно състояние, динамично активирано състояние на блокове, изисквания към сигналния стек и процес за разрешение на AMX. Специфичното за Linux поведение не представлява обещание за друга операционна система.

Беше ли полезна тази статия?

Достатъчно е "да" или "не". Изберете причина, ако желаете, или добавете кратка бележка.