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c++ - SSE 规范化比简单近似慢？

coder 2024-02-05 原文

我正在尝试规范化 4d vector 。

我的第一个方法是使用 SSE 内在函数——它为我的 vector 算法提供了 2 倍的速度提升。 这是基本代码:(v.v4 是输入)(使用 GCC)(所有这些都是内联的)

//find squares
v4sf s = __builtin_ia32_mulps(v.v4, v.v4);
//set t to square
v4sf t = s;
//add the 4 squares together
s   = __builtin_ia32_shufps(s, s, 0x1B);
t      = __builtin_ia32_addps(t, s);
s   = __builtin_ia32_shufps(s, s, 0x4e);
t      = __builtin_ia32_addps(t, s);
s   = __builtin_ia32_shufps(s, s, 0x1B);
t      = __builtin_ia32_addps(t, s);
//find 1/sqrt of t
t      = __builtin_ia32_rsqrtps(t);
//multiply to get normal
return Vec4(__builtin_ia32_mulps(v.v4, t));

我检查了反汇编，它看起来像我期望的那样。我看不出有什么大问题。

无论如何，然后我用一个近似值尝试了它:(我从谷歌得到这个)

float x = (v.w*v.w) + (v.x*v.x) + (v.y*v.y) + (v.z*v.z);
float xhalf = 0.5f*x;
int i = *(int*)&x; // get bits for floating value
i = 0x5f3759df - (i>>1); // give initial guess y0
x = *(float*)&i; // convert bits back to float
x *= 1.5f - xhalf*x*x; // newton step, repeating this step
// increases accuracy
//x *= 1.5f - xhalf*x*x;
return Vec4(v.w*x, v.x*x, v.y*x, v.z*x);

运行速度比SSE版本略快! (大约快 5-10%)它的结果也非常准确——我会说在计算长度时精确到 0.001! 但是.. 由于类型双关，GCC 给了我那个蹩脚的严格别名规则。

所以我修改它:

union {
    float fa;
    int ia;
};
fa = (v.w*v.w) + (v.x*v.x) + (v.y*v.y) + (v.z*v.z);
float faHalf = 0.5f*fa;
ia = 0x5f3759df - (ia>>1);
fa *= 1.5f - faHalf*fa*fa;
//fa *= 1.5f - faHalf*fa*fa;
return Vec4(v.w*fa, v.x*fa, v.y*fa, v.z*fa);

现在修改后的版本(没有警告)运行速度较慢!!它的运行速度几乎是 SSE 版本运行速度的 60%(但结果相同)!这是为什么？

所以这是问题:

  1. 我的 SSE 实现是否正确？
  2. SSE 真的比正常的 fpu 操作慢吗？
  3. 为什么第三个代码这么慢？

最佳答案

我是个笨蛋——我意识到我在基准测试时运行了 SETI@Home。我猜这是在扼杀我的 SSE 表现。将其关闭并使其运行速度提高一倍。

我还在 AMD athlon 上测试了它并得到了相同的结果 - SSE 更快。

至少我修复了 shuf 错误!

关于c++ - SSE 规范化比简单近似慢？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/4866913/

近似ampbuiltin_iabuiltinsectionc++normalizationprofilesseapproximation

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