Question

我有一个__m256d向量，包含四个64位浮点值我需要找到向量元素的水平最大值，并将结果存储在双精度标量值中;

我的尝试最终都使用了很多矢量元素的改组，使得代码不是很优雅也没有效率。此外，我发现不可能只留在AVX域。在某些时候，我不得不使用SSE 128位指令来提取最终的64位值。但是，我想在最后的陈述中被证明是错误的。

理想的解决方案是： 1）仅使用AVX指令 2）最小化指令数量。（我希望不超过3-4条指令）

话虽如此，任何优雅/高效的解决方案都会被接受，即使它不符合上述指导原则。

感谢您的帮助。

-Luigi

Answer 1

我认为你不能比4条指令做得更好：2次洗牌和2次比较。

__m256d x = ...; // input

__m128d y = _mm256_extractf128_pd(x, 1); // extract x[2], and x[3]
__m128d m1 = _mm_max_pd(x, y); // m1[0] = max(x[0], x[2]), m1[1] = max(x[1], x[3])
__m128d m2 = _mm_permute_pd(m1, 1); // set m2[0] = m1[1], m2[1] = m1[0]
__m128d m = _mm_max_pd(m1, m2); // both m[0] and m[1] contain the horizontal max(x[0], x[1], x[2], x[3])

微不足道的修改仅适用于256位向量：

__m256d x = ...; // input

__m256d y = _mm256_permute2f128_pd(x, x, 1); // permute 128-bit values
__m256d m1 = _mm256_max_pd(x, y); // m1[0] = max(x[0], x[2]), m1[1] = max(x[1], x[3]), etc.
__m256d m2 = _mm256_permute_pd(m1, 5); // set m2[0] = m1[1], m2[1] = m1[0], etc.
__m256d m = _mm256_max_pd(m1, m2); // all m[0] ... m[3] contain the horizontal max(x[0], x[1], x[2], x[3])

（未测试的）

Answer 2

对矢量v1 = [A, B, C, D]执行此操作的一般方法是

将v1置换为v2 = [C, D, A, B]（交换第0和第2个元素，以及第1和第3个元素）
取最大值;即v3 = max(v1,v2)。您现在有[max(A,C), max(B,D), max(A,C), max(B,D)]
将v3置换为v4，交换第0个和第1个元素，以及第2个和第3个元素。
再次取最大值，即v5 = max(v3,v4)。现在v5包含其所有组件中的水平最大值。

特别是对于AVX，排列可以使用_mm256_permute_pd完成，最大值可以使用_mm256_max_pd完成。我没有准确的置换面具，但它们应该非常简单明白。

希望有所帮助。

Answer 3

//Use the code to find the horizontal maximum
__m256 v1 = initial_vector;//example v1=[1 2 3 4 5 6 7 8]
__m256 v2 = _mm256_permute_ps(v1,(int)147);//147 is control code for rotate left by upper 4 elements and lower 4 elements separately v2=[2 3 4 1 6 7 8 5]
__m256 v3 = _mm256_max_ps(v1,v2);//v3=[2 3 4 4 6 7 8 8]
__m256 v4 = _mm256_permute_ps(v3,(int)147);//v4=[3 4 4 2 7 8 8 6]
__m256 v5 = _mm256_max_ps(v3,v4);//v5=[3 4 4 4 7 8 8 8]
__m256 v6 = _mm256_permute_ps(v5,(int)147);//v6=[4 4 4 3 8 8 8 7]
__m256 v7 = _mm256_max_ps(v5,v6);//contains max of upper four elements and lower 4 elements. v7=[4 4 4 4 8 8 8 8]

//to get max of this horizontal array. Note that the highest end of either upper or lower can contain the maximum
float ALIGN max_array[8];
float horizontal_max;
_mm256_store_ps(max_array, v7);
if(max_array[3] > max_array[7])
{
    horizontal_max = max_array[3];
}
else
{
    horizontal_max = max_array[7];
}

如何在256位AVX向量中找到水平最大值

3 个答案: