Блог

Я начал оптимизировать свой код с помощью SSE. По сути, это трассировщик лучей, который обрабатывает 4 луча одновременно, сохраняя координаты в __m128 типах данных x, y, z (координаты для четырех лучей сгруппированы по оси). Однако у меня есть разветвленный оператор, который защищает от деления на ноль, который, похоже, я не могу преобразовать в SSE. В последовательном это:

 const float d = wZ == -1.0f ? 1.0f/( 1.0f-wZ) : 1.0f/(1.0f wZ);
  

Где wZ — координата z, и это вычисление необходимо выполнить для всех четырех лучей.

Как я мог бы перевести это в SSE?

Я экспериментировал с использованием сравнения SSE equals следующим образом (теперь wz относится к типу данных __m128, содержащему значения z для каждого из четырех лучей):

 _mm_cmpeq_ps(_mm_set1_ps(-1.0f) , wZ )
  

А затем использовать это для определения случаев, когда wZ [x] = -1.0, принимая абсолютное значение этого случая, а затем продолжить вычисление в обычном режиме.

Однако я не добился большого успеха в этом начинании.

Вот довольно простое решение, которое просто реализует скалярный код с помощью SSE без какой-либо дальнейшей оптимизации. Вероятно, это можно сделать немного более эффективным, например, используя тот факт, что результат будет равен 0,5 при wZ = -1,0, или, возможно, даже просто выполнив деление независимо, а затем преобразовав INF s в 0,5 после факта.

Я #ifdef выбрал SSE4 по сравнению с предварительной SSE4, поскольку SSE4 имеет инструкцию «blend», которая может быть немного более эффективной, чем три инструкции до SSE4, которые в противном случае необходимы для маскировки и выбора значений.

 #include <emmintrin.h>
#ifdef __SSE4_1__
#include <smmintrin.h>
#endif

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    const __m128 vk1 = _mm_set1_ps(1.0f);       // useful constants
    const __m128 vk0 = _mm_set1_ps(0.0f);

    __m128 wZ, d, d0, d1, vcmp;
#ifndef __SSE4_1__  // pre-SSE4 implementation
    __m128 d0_masked, d1_masked;
#endif

    wZ = _mm_set_ps(-1.0f, 0.0f, 1.0f, 2.0f);   // test inputs

    d0 = _mm_add_ps(vk1, wZ);                   // d0 = 1.0 - wZ
    d1 = _mm_sub_ps(vk1, wZ);                   // d1 = 1.0   wZ
    vcmp = _mm_cmpneq_ps(d1, vk0);              // test for d1 != 0.0, i.e. wZ != -1.0
#ifdef __SSE4_1__   // SSE4 implementation
    d = _mm_blendv_ps(d0, d1, vcmp);
#else               // pre-SSE4 implementation
    d0_masked = _mm_andnot_ps(vcmp, d0);
    d1_masked = _mm_and_ps(vcmp, d1);
    d = _mm_or_ps(d0_masked, d1_masked);       // d = wZ == -1.0 ? 1.0 / (1.0 - wZ) : 1.0 / (1.0   wZ)
#endif
   d = _mm_div_ps(vk1, d);

   printf("wZ = %vfn", wZ);
   printf("d = %vfn", d);

   return 0;
}