AVX

O que você precisa saber

Como funciona

O AVX estende os registradores vetoriais para 256 bits, com os 128 bits inferiores de cada registrador YMM sobrepondo seu registrador XMM. Muitas instruções usam uma forma de três operandos, permitindo que o destino seja diferente das entradas. Um vetor de 256 bits pode conter 8 valores de ponto flutuante de precisão simples ou 4 de precisão dupla, mas as instruções diferem em seus tipos de operandos e comportamento.

Onde é útil

Um loop numérico pode adicionar vários valores de ponto flutuante independentes com uma instrução vetorial. O compilador ou a biblioteca deve gerar esse código e organizar cargas, alinhamento, caudas e dependências corretamente. O AVX não paraleliza automaticamente um programa arbitrário entre núcleos, e operações inteiras de 256 bits requerem a verificação da extensão relevante em vez de presumir AVX2.

Como verificar o suporte e a ativação

Verifique CPUID.01H:ECX AVX bit 28, XSAVE bit 26 e OSXSAVE bit 27. Somente após confirmar OSXSAVE o software pode usar XGETBV com ECX=0 e verificar se os bits 1 e 2 de XCR0 habilitam os estados XMM e YMM. Use um despachante de runtime mantido em vez de executar AVX como um teste de detecção.

O programa deve conter uma implementação apropriada e selecioná-la em tempo de execução. Enumeração de hardware, estado de registrador habilitado pelo SO e a linha de base compilada do binário são verificações separadas. Uma máquina virtual pode deliberadamente expor menos recursos do que seu host, e um contêiner não adiciona instruções à CPU host.

O que o recurso não estabelece

O suporte a AVX sozinho não implica AVX2, FMA, F16C, AVX-VNNI ou AVX-512. A largura vetorial não informa quantos ciclos uma instrução leva. Uma máquina virtual pode expor um conjunto de instruções menor do que o host físico.

Compatibilidade e desempenho na prática

Meça a carga de trabalho completa com dados representativos. Vetores mais amplos podem reduzir a contagem de instruções, deixando o tráfego de memória, a sincronização ou os custos de conversão inalterados. Latência de instrução, taxa de transferência e comportamento de energia dependem da microarquitetura exata e das condições de operação.

Uma lista de verificação prática de verificação

1. Registre o modelo exato do processador ou da plataforma e as versões envolvidas do aplicativo, SO e runtime. Mantenha o texto exato do erro ou requisito.
2. Consulte a referência do fabricante para esse modelo exato e, em seguida, inspecione a capacidade efetiva e o estado ativado no ambiente em que o programa é executado.
3. Compare cada requisito do binário ou backend selecionado. Um recurso com nome semelhante, alias ou rótulo genérico de tecnologia não é suficiente.
4. Confirme se o aplicativo selecionou a implementação pretendida. Use seus diagnósticos documentados e um fallback suportado quando os requisitos não forem atendidos.
5. Faça uma alteração suportada por vez e repita a mesma carga de trabalho. Mantenha a configuração original e o caminho de recuperação disponíveis.

Se o recurso estiver listado, mas o software não puder usá-lo

Comece pelo componente exato com falha. Um banco de dados de hardware descreve a capacidade registrada; o sistema operacional ou o hipervisor pode expor um ambiente efetivo diferente. Um erro de instrução ilegal também precisa de investigação da instrução falha real e da compilação do binário, porque corrupção ou uma instrução não suportada não relacionada pode produzir um sintoma semelhante.

Instale a versão do aplicativo, driver ou runtime suportada para a plataforma exata e use a compilação de linha de base ou fallback documentada do fornecedor, se necessário. Uma atualização de software não pode criar uma instrução que o processador não possui. As alterações de firmware e de política de segurança devem seguir o procedimento do fabricante do sistema e um plano de recuperação em vez de uma receita genérica de otimização.

Recursos relacionados e distinções úteis

AVX2 · AVX-512 · FMA e FMA3 · XSAVE

Fontes e escopo desta explicação

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Linux kernel: using XSTATE features in user space

Essas referências estabelecem o comportamento arquitetural e os requisitos de software. Elas não verificam de forma independente cada valor de recurso em uma página de modelo de hardware vinculada. Para obter suporte a modelos, use a evidência do fabricante dessa página e verifique a configuração efetiva do sistema. Este artigo não fornece um benchmark, certificação ou data de análise independente.

Relacionados

Estas entidades conectam-se a este artigo. O tipo é indicado em cada link.

Fontes e verificação

Propriedade editorial: Feex. Nenhuma data de revisão independente foi registrada. Como pesquisamos.

• Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Os Volumes 1 e 2 descrevem as famílias de instruções nomeadas e CPUID; o Volume 3 descreve estado, paginação, VMX e controles de proteção. A documentação de arquitetura não estabelece o suporte para um modelo específico.
• Linux kernel: using XSTATE features in user space · Estado vetorial habilitado pelo SO, estado de bloco habilitado dinamicamente, requisitos de pilha de sinais e fluxo de permissão de AMX. O comportamento específico do Linux não é uma promessa sobre outro SO.