AVX2

Co musisz wiedzieć

Jak to działa

AVX2 wprowadza wiele upakowanych operacji na liczbach całkowitych do 256-bitowych rejestrów YMM i dodaje możliwości, takie jak pobieranie rozproszone liczb całkowitych (gather), zmienne przesunięcia i szersze permutacje. 256-bitowy wektor liczb całkowitych może zawierać 32 bajty, 16 słów, 8 podwójnych słów lub 4 poczwórne słowa; instrukcja określa interpretację toru. Niektóre operacje działają niezależnie w obrębie 128-bitowych połówek, więc szeroki rejestr nie oznacza nieograniczonego przemieszczania między każdym torem.

Gdzie funkcja jest przydatna

Biblioteka przetwarzania obrazu może obsługiwać 32 składowe bajtowe w wektorze, podczas gdy jądro bazy danych porównuje 8 liczb całkowitych 32-bitowych. Obrazuje to pojemność danych, a nie gwarantowane przyspieszenie. Operacje gather nadal zależą od lokalności pamięci, a pętla może być ograniczana przez chybienia pamięci podręcznej, rozgałęzienia lub konwersję danych, a nie szerokość arytmetyki.

Jak sprawdzać obsługę i włączenie

Najpierw przeprowadź kontrole sprzętowe AVX oraz OSXSAVE/XCR0. Następnie sprawdź, czy CPUID obsługuje liść 7, i zweryfikuj bit 5 w CPUID.07H.00H:EBX. Wykonaj testy w rzeczywistym środowisku wdrożeniowym systemu-gościa lub kontenera i skorzystaj z obsługiwanego interfejsu diagnostycznego aplikacji, jeśli jest dostępny.

Program musi zarówno zawierać odpowiednią implementację, jak i dokonać jej wyboru w czasie działania. Enumeracja sprzętowa, stan rejestrów włączony przez system operacyjny oraz skompilowany poziom bazowy pliku binarnego to osobne kwestie do zweryfikowania. Maszyna wirtualna może celowo udostępniać mniej funkcji niż jej host, a kontener nie dodaje instrukcji do procesora hosta.

Czego ta funkcja nie określa

AVX2 nie zawiera FMA jako automatycznej konsekwencji architektonicznej. Samo w sobie nie zapewnia również AVX-512, sprzętu do akceleracji SI ani kwalifikacji do x86-64-v3. Kompilacja przygotowana globalnie dla AVX2 może zakończyć się błędem zanim uruchomi się dyspozytor awaryjny, jeśli kod inicjalizacyjny zawiera już nieobsługiwane instrukcje.

Zgodność i wydajność w praktyce

Należy mierzyć całe obciążenie robocze przy użyciu reprezentatywnych danych. Szersze wektory mogą zmniejszyć liczbę instrukcji, pozostawiając ruch w pamięci, synchronizację lub koszty konwersji na niezmienionym poziomie. Opóźnienie instrukcji, przepustowość i profil poboru energii zależą od dokładnej mikroarchitektury oraz warunków pracy.

Praktyczna lista kontrolna weryfikacji

1. Zanotuj dokładny model procesora lub platformy oraz wersje używanej aplikacji, systemu operacyjnego i środowiska wykonawczego. Zachowaj dokładne sformułowanie błędu lub wymagania.
2. Sprawdź dokumentację producenta dla danego modelu, a następnie zweryfikuj faktyczne możliwości i stan włączenia w środowisku, w którym działa program.
3. Porównaj każde wymaganie wybranego pliku binarnego lub backendu. Podobnie nazwana funkcja, alias lub ogólne oznaczenie technologii nie są wystarczające.
4. Upewnij się, że aplikacja wybrała zamierzoną implementację. Użyj jej udokumentowanej diagnostyki oraz obsługiwanego mechanizmu fallback, gdy wymagania nie są spełnione.
5. Wprowadzaj jednorazowo tylko jedną obsługiwaną zmianę i powtarzaj to samo obciążenie testowe. Zachowaj oryginalną konfigurację oraz dostępną ścieżkę przywracania.

Gdy funkcja jest wymieniona, lecz oprogramowanie nie może z niej skorzystać

Zacznij od elementu, w którym bezpośrednio występuje błąd. Baza danych sprzętu opisuje zarejestrowane możliwości; system operacyjny lub hipernadzorca może udostępniać inne środowisko efektywne. Błąd nieprawidłowej instrukcji (illegal instruction) wymaga także zbadania faktycznej instrukcji powodującej błąd oraz kompilacji pliku binarnego, ponieważ uszkodzenie danych lub inna nieobsługiwana instrukcja może wywołać podobny objaw.

Zainstaluj wersję aplikacji, sterownika lub środowiska wykonawczego obsługiwaną na danej platformie i w razie potrzeby użyj udokumentowanej przez producenta kompilacji bazowej lub awaryjnej. Aktualizacja oprogramowania nie może utworzyć instrukcji, której procesor fizycznie nie posiada. Modyfikacje oprogramowania układowego i zasad bezpieczeństwa powinny przebiegać zgodnie z procedurą producenta systemu i planem przywracania, a nie ogólnikowym schematem optymalizacji.

Powiązane funkcje i przydatne rozróżnienia

AVX · FMA i FMA3 · x86-64-v3 · AVX-512

Źródła i zakres niniejszego opisu

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Jądro Linux: korzystanie z funkcji XSTATE w przestrzeni użytkownika · x86-64 psABI: poziomy architektury i mikroarchitektury procesora

Te źródła definiują zachowanie architektoniczne i wymagania oprogramowania. Nie weryfikują one niezależnie każdej wartości funkcji na powiązanej stronie modelu sprzętu. W celu sprawdzenia obsługi przez model należy skorzystać z materiałów producenta na tej stronie i sprawdzić efektywną konfigurację systemu. Niniejszy artykuł nie zawiera wyników testów wydajnościowych, certyfikacji ani daty niezależnego przeglądu.

Powiązane

Te elementy są powiązane z tym artykułem. Typ jest podany przy każdym łączu.

Źródła i weryfikacja

Własność redakcyjna: Feex. Nie odnotowano daty niezależnego przeglądu. Jak prowadzimy badania.

• Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Tomy 1 i 2 opisują wymienione rodziny instrukcji oraz CPUID; tom 3 opisuje stan, stronicowanie, VMX i mechanizmy ochrony. Dokumentacja architektury nie przesądza o obsłudze w konkretnym modelu.
• Jądro Linux: korzystanie z funkcji XSTATE w przestrzeni użytkownika · Stan wektorowy włączony przez OS, dynamicznie włączany stan kafelków, wymagania stosu sygnałów i procedura uprawnień AMX. Zachowanie specyficzne dla systemu Linux nie stanowi gwarancji dla innych systemów operacyjnych.
• x86-64 psABI: poziomy architektury i mikroarchitektury procesora · Machine Interface, Processor Architecture: tabela funkcji bazowych oraz skumulowanych v2/v3/v4, kontrole stanu systemu operacyjnego i zalecenia wdrożeniowe.