SIMD library

ISO C++에 통합됨 이 페이지에서 설명하는 기능은 2024년 11월 기준으로 주류 ISO C++ 표준에 통합되었습니다. 자세한 내용은 데이터 병렬 타입(SIMD) (C++26부터) 를 참조하십시오.

SIMD 라이브러리는 데이터 병렬 처리를 명시적으로 표현하고 더 효율적인 SIMD 접근을 위해 데이터를 구조화하기 위한 이식 가능한 타입들을 제공합니다.

simd<T> 타입의 객체는 T 타입의 객체와 유사하게 동작합니다. 하지만 T 가 하나의 값을 저장하고 조작하는 반면, simd<T> 는 여러 개의 값(이를 width 라고 부르지만 표준 라이브러리의 나머지 부분과의 일관성을 위해 size 로 식별됨; 참조 simd_size )을 저장하고 조작합니다.

simd<T> 의 모든 연산자와 연산은 요소별(element-wise) 로 동작합니다 (명시적으로 수평(horizontal) 연산으로 표시된 경우는 제외). 이 간단한 규칙은 데이터 병렬성을 표현하며, 컴파일러가 SIMD 명령어 및/또는 독립적인 실행 스트림을 생성하는 데 사용됩니다.

simd<T> 와 native_simd<T> 타입의 너비는 컴파일 타임에 구현에 의해 결정됩니다. 이와 대조적으로, fixed_size_simd<T, N> 타입의 너비는 개발자에 의해 특정 크기로 고정됩니다.

다양한 SIMD 유형을 혼합하여 높은 효율성으로 사용하기 위한 권장 패턴은 native_simd 와 rebind_simd 를 사용합니다:

#include <experimental/simd>
namespace stdx = std::experimental;
using floatv  = stdx::native_simd<float>;
using doublev = stdx::rebind_simd_t<double, floatv>;
using intv    = stdx::rebind_simd_t<int, floatv>;

이는 모든 타입 집합이 동일한 너비를 가지므로 상호 변환될 수 있도록 보장합니다. 너비가 일치하지 않는 변환은 값을 손실하거나 값을 임의로 생성해야 하기 때문에 정의되지 않습니다. 크기 조정 작업의 경우, SIMD 라이브러리는 split 및 concat 함수를 제공합니다.

주요 클래스

ABI 태그

정렬 태그

Where 표현식

캐스트

알고리즘

리덕션

마스크 감소

Traits

수학 함수

<cmath> 내의 모든 함수들 중 특수 수학 함수를 제외하고는 simd 에 대해 오버로드됩니다.

예제

#include <experimental/simd>
#include <iostream>
#include <string_view>
namespace stdx = std::experimental;
void println(std::string_view name, auto const& a)
{
    std::cout << name << ": ";
    for (std::size_t i{}; i != std::size(a); ++i)
        std::cout << a[i] << ' ';
    std::cout << '\n';
}
template<class A>
stdx::simd<int, A> my_abs(stdx::simd<int, A> x)
{
    where(x < 0, x) = -x;
    return x;
}
int main()
{
    const stdx::native_simd<int> a = 1;
    println("a", a);
    const stdx::native_simd<int> b([](int i) { return i - 2; });
    println("b", b);
    const auto c = a + b;
    println("c", c);
    const auto d = my_abs(c);
    println("d", d);
    const auto e = d * d;
    println("e", e);
    const auto inner_product = stdx::reduce(e);
    std::cout << "inner product: " << inner_product << '\n';
    const stdx::fixed_size_simd<long double, 16> x([](int i) { return i; });
    println("x", x);
    println("cos²(x) + sin²(x)", stdx::pow(stdx::cos(x), 2) + stdx::pow(stdx::sin(x), 2));
}

a: 1 1 1 1 
b: -2 -1 0 1 
c: -1 0 1 2 
d: 1 0 1 2 
e: 1 0 1 4 
inner product: 6
x: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 
cos²(x) + sin²(x): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

참고 항목

외부 링크