SIMD library

已并入 ISO C++ 标准 本页描述的功能已于 2024 年 11 月并入主线的 ISO C++ 标准；请参阅 数据并行类型 (SIMD) (自 C++26 起)

SIMD库提供了可移植类型，用于显式声明数据并行性并结构化数据以实现更高效的SIMD访问。

类型为 simd<T> 的对象行为类似于类型 T 的对象。但 T 存储并操作单个值，而 simd<T> 存储并操作多个值（称为 宽度 ，但为与标准库其他部分保持一致而标识为 size ；参见 simd_size ）。

每个对 simd<T> 的操作符和操作都采用 逐元素 方式执行（除明确标记为 水平 操作的情况外）。这一简单规则体现了数据并行性，编译器将利用该规则生成 SIMD 指令和/或独立执行流。

类型 simd<T> 和 native_simd<T> 的宽度由实现在编译时确定。相比之下，类型 fixed_size_simd<T, N> 的宽度由开发者固定为特定尺寸。

一种高效混合使用不同SIMD类型的推荐模式采用 native_simd 和 rebind_simd ：

#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>;

这确保了类型集合具有相同的宽度，因而可以进行相互转换。宽度不匹配的转换未被定义，因为此类转换要么会丢失数值，要么需要凭空生成数值。对于调整大小的操作，SIMD 库提供了 split 和 concat 函数。

主要类

ABI 标签

对齐标签

Where 表达式

类型转换

算法

归约

掩码归约

特性

数学函数

<cmath> 中的所有函数，除特殊数学函数外，均已针对 simd 进行了重载。

示例

#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

参见

外部链接