有关自定义数据类型的SIMD指令

Question

我发现使用SIMD指令的矢量化数据类型进行编程（this tutorial）。据我了解，向量的固定大小为16个字节。这个原理图很好地详述了它，似乎可以回答我的问题：

提供了包括基本操作的指令集（但还有一些更具体的指令）。

尽管如此，出于好奇，我想知道是否存在矢量化“自定义数据”的方法，在此我主要指的是结构。我想如果结构的大小在16个字节的范围内，那是有可能的，因为最后类型只是字节大小，但是指令集似乎不允许直接在结构上进行操作，例如得到一个领域。

所以我的问题是：矢量化和SIMD操作时，我们是否限于简单的标准C类型？如果没有，我们该如何进行？如果是，是否有并行方法（多线程之外）可同时对结构向量/数组进行操作？

Answer 1

_mm_loadu_si128 / _mm_storeu_si128是严格混叠安全的，因此您可以在任何东西上使用它们。 ARM NEON的等效项相似。

如果知道结构布局（对于给定的ABI是固定的），则可以肯定地可以从结构或结构数组中大块加载/存储数据。例如Fast interleave 2 double arrays into an array of structs with 2 float and 1 int (loop invariant) member, with SIMD double->float conversion?执行压缩转换，然后随机播放和混合。另一个例子：Sorting 64-bit structs using AVX?

您可以使用内置函数在C语言中使用asm进行大多数操作。

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但是，如果您想对每个struct成员执行不同的操作，那么通常会遇到问题。例如struct xy { float x,y; };几何矢量不太适合SIMD。加法很好（它是纯垂直的），但是点积或旋转需要在SIMD矢量内水平组合单个几何矢量的x和y分量。改组需要额外的说明。

这是结构数组问题，通常最好通过将数据存储为一个结构of of arrays >>来最好地解决。因此，您将拥有float x[]和float y[]，因此您可以一次在x[i + 0..3]，y[i + 0..3]和x[j + 0..3]，y[j + 0..3]之间进行四个点积的完整SIMD向量。

请参见https://stackoverflow.com/tags/sse/info以获取某些链接，特别是Slides: SIMD at Insomniac Games (GDC 2015)，该链接还随每张幻灯片一起抄录了演讲文本。它通过一些图表更逐步地介绍了这些概念。