Sari la conținut

AVX

Referință de arhitecturăFeex

AVX, Advanced Vector Extensions, adaugă un model de programare vectorială cu registre YMM și instrucțiuni codificate prin VEX, inclusiv operații pe numere în virgulă mobilă pe 256 de biți. Sunt necesare atât suportul din partea procesorului, cât și gestionarea stării de către sistemul de operare.

Ce trebuie să știți

AVX, Advanced Vector Extensions, adaugă un model de programare vectorială cu registre YMM și instrucțiuni codificate prin VEX, inclusiv operații pe numere în virgulă mobilă pe 256 de biți. Sunt necesare atât suportul din partea procesorului, cât și gestionarea stării de către sistemul de operare.

Cum funcționează

AVX extinde registrele vectoriale la 256 de biți, primii 128 de biți ai fiecărui registru YMM suprapunându-se cu registrul XMM asociat. Multe instrucțiuni folosesc o formă cu trei operanzi, permițând ca destinația să difere de intrări. Un vector de 256 de biți poate conține 8 valori în virgulă mobilă de precizie simplă sau 4 de precizie dublă, dar instrucțiunile diferă prin tipurile de operanzi și comportament.

Unde este utilă

O buclă numerică poate aduna câteva valori independente în virgulă mobilă cu o singură instrucțiune vectorială. Compilatorul sau biblioteca trebuie să genereze acel cod și să organizeze corect încărcările, alinierea, iterațiile reziduale (tails) și dependențele. AVX nu paralelizează automat un program oarecare pe mai multe nuclee, iar operațiile pe întregi pe 256 de biți necesită verificarea extensiei relevante în loc de a presupune AVX2.

Cum se verifică suportul și activarea

Verificați bitul AVX 28, bitul XSAVE 26 și bitul OSXSAVE 27 în CPUID.01H:ECX. Numai după confirmarea OSXSAVE poate software-ul să utilizeze XGETBV cu ECX=0 și să verifice dacă biții 1 și 2 din XCR0 activează starea XMM și YMM. Utilizați un mecanism de dispecerizare menținut în mediul de execuție, în loc să rulați instrucțiuni AVX ca test de detectare.

Programul trebuie atât să conțină o implementare adecvată, cât și să o selecteze la rulare. Enumerarea hardware, starea registrelor activată de sistemul de operare și configurația de bază la compilarea binarului sunt verificări separate. O mașină virtuală poate expune în mod deliberat mai puține caracteristici decât gazda sa, iar un container nu adaugă instrucțiuni procesorului gazdă.

Ce nu stabilește această caracteristică

Suportul pentru AVX singur nu implică AVX2, FMA, F16C, AVX-VNNI sau AVX-512. Lățimea vectorială nu indică câte cicluri durează o instrucțiune. O mașină virtuală poate expune un set de instrucțiuni mai redus decât cel al gazdei fizice.

Compatibilitatea și performanța în practică

Măsurați întreaga sarcină de lucru folosind date reprezentative. Vectorii mai lați pot reduce numărul de instrucțiuni, lăsând neschimbate traficul de memorie, sincronizarea sau costurile de conversie. Latența instrucțiunilor, debitul și consumul de energie depind de microarhitectura exactă și de condițiile de funcționare.

O listă practică de verificare

  1. Înregistrați modelul exact de procesor sau platformă și versiunile aplicației, sistemului de operare și mediului de execuție (runtime) implicate. Păstrați formularea exactă a erorii sau a cerinței.
  2. Verificați documentația de referință a producătorului pentru acel model exact, apoi inspectați capacitatea efectivă și starea activată în mediul în care rulează programul.
  3. Comparați fiecare cerință a binarului sau backend-ului selectat. O caracteristică cu nume similar, un alias sau o etichetă tehnologică generală nu este suficientă.
  4. Confirmați că aplicația a selectat implementarea dorită. Utilizați diagnosticele documentate ale acesteia și o soluție de rezervă acceptată atunci când cerințele nu sunt îndeplinite.
  5. Aplicați câte o singură modificare acceptată pe rând și repetați aceeași sarcină de lucru. Păstrați disponibile configurația inițială și calea de recuperare.

Dacă funcția este listată, dar software-ul nu o poate folosi

Începeți cu componenta exactă care eșuează. O bază de date hardware descrie capacitatea înregistrată; sistemul de operare sau hipervizorul poate expune un mediu efectiv diferit. O eroare de tip instrucțiune ilegală (illegal-instruction) necesită, de asemenea, investigarea instrucțiunii reale care a generat eroarea și a versiunii compilate a binarului, deoarece coruperea datelor sau o instrucțiune neacceptată fără legătură poate produce un simptom similar.

Instalați versiunea de aplicație, driver sau mediu de execuție compatibilă exact cu acea platformă și utilizați versiunea de bază sau de rezervă documentată de producător, dacă este necesar. O actualizare software nu poate crea o instrucțiune care îi lipsește procesorului. Modificările de firmware și de politici de securitate ar trebui să respecte procedura producătorului sistemului și un plan de recuperare, mai degrabă decât o rețetă generică de optimizare.

Sursele și domeniul de aplicare al acestei explicații

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Kernelul Linux: utilizarea caracteristicilor XSTATE în spațiul utilizator

Aceste referințe stabilesc comportamentul arhitectural și cerințele software. Ele nu verifică independent fiecare valoare de caracteristică de pe o pagină de model hardware asociată. Pentru suportul la nivel de model, utilizați dovezile furnizate de producător pe acea pagină și verificați configurația efectivă a sistemului. Acest articol nu furnizează date din benchmark-uri, certificări sau recenzii independente.

Surse și verificare

Proprietate editorială: Feex. Nu este înregistrată nicio dată de verificare independentă. Cum cercetăm.

A fost util acest articol?

Un da sau nu este suficient. Alegeți un motiv dacă doriți sau adăugați o scurtă notă.

A fost util acest articol?