AVX 2 – мощный инструмент для ускорения вычислений

AVX 2 (Advanced Vector Extensions 2) - это набор инструкций, который был введен в 2013 году Intel и используется для ускорения обработки векторных данных. Он является расширением SSE (Streaming SIMD Extensions) и позволяет выполнять операции над 256-битными регистрами YMM, что позволяет обрабатывать до 8 чисел одновременно.

Преимущества использования AVX 2:

• Ускорение времени выполнения операций обработки векторных данных
• Повышение производительности вычисления
• Уменьшение количества инструкций, необходимых для обработки векторных данных
• Поддержка для работы с современными операционными системами и архитектурами

Примеры кода, использующие AVX 2:

1. Умножение элементов вектора на скаляр:

#include 
void multiply_vector(float* vector, float scalar, int size) {
    __m256 scalar_avx = _mm256_set_ps1(scalar);
    for (int i = 0; i < size; i += 8) {
        __m256 vector_avx = _mm256_load_ps(vector + i);
        __m256 result_avx = _mm256_mul_ps(vector_avx, scalar_avx);
        _mm256_store_ps(vector + i, result_avx);
    }
}

В этом примере мы используем функции из библиотеки AVX 2, чтобы умножить каждый элемент вектора на скаляр. Функция `_mm256_set_ps1` создает вектор, заполненный одинаковыми значениями, в нашем случае - значение скаляра. Функции `_mm256_load_ps` и `_mm256_store_ps` используются для загрузки и сохранения значений из/в память вектора, соответственно. И, наконец, функция `_mm256_mul_ps` производит умножение каждого элемента вектора на скаляр.

2. Сложение двух векторов:

#include 
void add_vectors(float* vector_1, float* vector_2, float* result_vector, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i += 8) {
        __m256 vec_1_avx = _mm256_load_ps(vector_1 + i);
        __m256 vec_2_avx = _mm256_load_ps(vector_2 + i);
        __m256 result_avx = _mm256_add_ps(vec_1_avx, vec_2_avx);
        _mm256_store_ps(result_vector + i, result_avx);
    }
}

В данном примере мы загружаем значения двух векторов в регистры AVX, используя функции `_mm256_load_ps`, а затем складываем их с помощью функции `_mm256_add_ps`. Результат сохраняем в заданный выходной вектор, используя функцию `_mm256_store_ps`.

Таким образом, использование AVX 2 позволяет значительно ускорить обработку векторных данных, что особенно полезно в вычислительно сложных задачах.