Question

我想使用SIMD内部执行以下数组扩展。我有两个数组：

群集价值（v_i）：10,20,30,40
簇长度（l_i）：3,2,1,2

我想创建一个包含值的结果数组：v_i重复l_i次，即：

结果：10,10,10,20,20,30,40,40。

如何使用SIMD内在计算？

Answer 1

如果输入数组大小最多为8，输出数组大小最多为16，字节为数组值，则可以通过SIMD优化。至少需要SSSE3。将此方法扩展到更大的阵列/元素是可能的，但效率会迅速降低。

计算数组长度的前缀和。如果将字节数组长度重新解释为单个64位（32位）字，将其乘以0x101010101010100，并将结果存储在SIMD寄存器中，则可以快速完成此操作。
使用平均索引（前缀总和数组的一半）填充索引数组（在单个SIMD寄存器中）。
对索引寄存器的每个字节（并行）执行二进制搜索以获取正确的索引。这可以通过使用PSHUFB指令提取前缀和寄存器的适当字节，使用PCMPGTB（以及可选地使用PCMPEQB）将提取的前缀值与字节数进行比较，然后加上/减去索引范围的一半来完成。
（可选）用0xff填充索引寄存器的所有未使用字节。
使用PSHUFB使用索引寄存器索引的簇值数组中的值填充某些寄存器。

算法的主循环（二进制搜索）包含PSHUFB，PCMPGTB以及一些算术和逻辑运算。它执行log(input_array_size)次，很可能是2或3次。

以下是一个例子：

cluster value:      10 20 30 40
cluster length:      3  2  1  2
prefix sum:          0  3  5  6  8
indexes:             2  2  2  2  2  2  2  2  2  2  2  2  2  2  2  2
prefix value:        5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5  5
byte number:         0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
mask:               ff ff ff ff ff  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
indexes:             1  1  1  1  1  3  3  3  3  3  3  3  3  3  3  3
prefix value:        3  3  3  3  3  6  6  6  6  6  6  6  6  6  6  6
byte number:         0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
mask:               ff ff ff  0  0 ff  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
indexes:             0  0  0  1  1  2  3  3  3  3  3  3  3  3  3  3
length constrained:  0  0  0  1  1  2  3  3 ff ff ff ff ff ff ff ff
cluster value:      10 10 10 20 20 30 40 40  0  0  0  0  0  0  0  0

使用SIMD操作的可变长度阵列扩展

1 个答案: