使用avx2 指令集加速向量算法运算

使用cpu-z 查看cpu指令集

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2 向量加，乘法，除法

我们使用向量加，为什么函数是0 到 8 的计算，因为avx2 寄存器为256位，同时设置启动增强指令集
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#include <immintrin.h> // 引入包含AVX2指令集的头文件void vector_addition_avx2(float* __restrict a, float* __restrict b, float* __restrict result, size_t size)
{// 检查size是否为2的倍数，确保可以正确处理AVX2的256位寄存器assert(size % 8 == 0);__m256 va, vb, vr;for (size_t i = 0; i < size; i += 8){// 加载8个浮点数到AVX寄存器va = _mm256_load_ps(a + i);vb = _mm256_load_ps(b + i);// 使用AVX2指令进行向量加法vr = _mm256_add_ps(va, vb);// 存储结果回内存_mm256_store_ps(result + i, vr);}
}// 主函数或者其他地方调用该函数
int main()
{float a[32], b[32], result[32];// 初始化a、b数组...vector_addition_avx2(a, b, result, sizeof(a) / sizeof(a[0]));return 0;
}

猜猜以上代码会怎么样，如果是在debug下，明显avx2 指令集会快，在release下，普通代码立刻甩开了avx2指令，所以一定要判断数据量，下面重写代码来测试

如何做

应该在数据量大的情况下使用avx2 指令，否则效果适得其反，没有达到数据的瓶颈，不会显现出好的结果，并且下面我们同时使用向量加，乘法，除法，同时增加一个我以前写过的时间计算类


#include <immintrin.h> // 引入包含AVX2指令集的头文件
#include <chrono>
class TicToc
{
public:TicToc(){tic();}void tic(){start = std::chrono::system_clock::now();}double toc(){end = std::chrono::system_clock::now();std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end - start;return elapsed_seconds.count() * 1000;}private:std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> start, end;
};void vector_addition_avx2(float* __restrict a, float* __restrict b, float* __restrict result, size_t size)
{// 检查size是否为2的倍数，确保可以正确处理AVX2的256位寄存器// assert(size % 8 == 0);__m256 va, vb, vr;for (size_t i = 0; i < size; i += 8){// 加载8个浮点数到AVX寄存器va = _mm256_load_ps(a + i);vb = _mm256_load_ps(b + i);// 使用AVX2指令进行向量加法vr = _mm256_add_ps(va, vb);vr = _mm256_mul_ps(va, vb);vr = _mm256_div_ps(va, vb);// 存储结果回内存_mm256_store_ps(result + i, vr);}
}
void addition(float* a, float* b, float* result, size_t size)
{for (int i = 0; i < size; i++){result[i] = a[i] + b[i];result[i] = a[i] * b[i];result[i] = a[i] / b[i];}
}
// 主函数或者其他地方调用该函数
int main()
{
#define N 1024//float a[NUM], b[NUM], result[NUM],result1[NUM];float* a = new float[N * N];float* b = new float[N * N];float* c = new float[N * N];// 初始化a、b数组...for (int i = 0; i < N*N; i++){a[i] = float(i) * 0.1f;b[i] = float(i) * 0.2f;}TicToc t;for(int i =0;i<1000;i++)vector_addition_avx2(a, b, c,N*N);printf("time is %f\n",t.toc());TicToc t1;for (int i = 0; i < 1000; i++){addition(a, b, c, N * N);}printf("time is %f\n", t1.toc());for (int i = 0; i < 8; i++){printf("%04f ", c[i]);printf("%04f \n",c[i]);}delete[]a;delete[]b;delete[]c;return 0;
}