Применение векторных операций с динамической длиной для эффективной эмуляции векторных операций с фиксированной длиной

Abstract

Использование векторных регистров — один из наиболее эффективных способов повышения производительности процессора, особенно в задачах, связанных с параллельной обработкой данных. Для обеспечения переносимости кода между различными архитектурами разработчики часто прибегают к использованию сторонних библиотек, которые абстрагируют архитектурно-зависимые векторные операции через высокоуровневые конструкции языка программирования. Однако создание прозрачных обёрток над базовыми типами данных требует глубокого понимания как особенностей библиотеки, так и архитектурных отличий векторных расширений. Это особенно важно при портировании на новые платформы, такие как RISC-V, где принципы работы с векторами могут существенно отличаться от других архитектур.
В статье рассматриваются существующие библиотеки для создания обобщённых векторных алгоритмов и предлагаются решения для добавления поддержки векторного расширения RISC-V в активно развивающуюся библиотеку EVE. Несмотря на наличие в EVE поддержки масштабируемой векторизации через SVE, интеграция RISC-V требует решения ряда дополнительных задач. Основной вызов — эффективное использование уникальных особенностей RISC-V, таких как группировка нескольких векторных регистров, а также адаптация существующих возможностей библиотеки для работы с новыми аппаратными особенностями, включая ограниченные операции над векторами, которые недоступны на уровне архитектуры.