Question

我需要比较两个缓冲区块以获得相等性。我不需要有关两个缓冲区关系的信息，只要两个块相等或不相等。我的英特尔机器支持SSE4.2

天真的方法是：

const size_t CHUNK_SIZE = 16; //128bit for SSE2 integer registers
const int ARRAY_SIZE = 200000000;

char* array_1 = (char*)_aligned_malloc(ARRAY_SIZE, 16);
char* array_2 = (char*)_aligned_malloc(ARRAY_SIZE, 16);

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE; )
{
    volatile bool result = memcmp(array_1+i, array_2+i, CHUNK_SIZE);
    i += CHUNK_SIZE;
}

与我第一次尝试使用SSE相比：

union U
{
    __m128i m;
    volatile int i[4];
} res;

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE; )
{
    __m128i* pa1 = (__m128i*)(array_1+i);
    __m128i* pa2 = (__m128i*)(array_2+i);
    res.m = _mm_cmpeq_epi32(*pa1, *pa2);
    volatile bool result =  ( (res.i[0]==0) || (res.i[1]==0) || (res.i[2]==0) || (res.i[3]==0) );
    i += CHUNK_SIZE;
}

速度增益约为33％。我可以做得更好吗？

Answer 1

你真的不应该使用标量代码和联合来测试所有单独的向量元素 - 做这样的事情：

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE; i += CHUNK_SIZE)
{
    const __m128i a1 = _mm_load_si128(array_1 + i);
    const __m128i a2 = _mm_load_si128(array_2 + i);
    const __m128i vcmp = _mm_cmpeq_epi32(a1, a2);
    const int vmask = _mm_movemask_epi8(vcmp);
    const bool result = (vmask == 0xffff);
    // you probably want to break here if you get a mismatch ???
}

Answer 2

由于您可以使用SSE 4.1，因此还有另一种选择可能更快：

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE; i += CHUNK_SIZE;)
{
    __m128i* pa1 = (__m128i*)(array_1+i);
    __m128i* pa2 = (__m128i*)(array_2+i);
    __m128i temp = _mm_xor_si128(*pa1, *pa2);
    bool result = (bool)_mm_testz_si128(temp, temp);
}

_mm_testz_si128(a, b)如果0则返回a & b != 0，如果1则返回a & b == 0。优点是您可以将此版本与新的AVX指令一起使用，其中块大小为32字节。

尽可能快地比较缓冲区

2 个答案: