comparar almacenamientos intermedios tan rápido como sea posible

Question

Necesito comparar dos almacenamientos intermedios para la igualdad. No necesito información sobre la relación de los dos almacenamientos intermedios, solo si cada dos fragmentos son iguales o no. Mi máquina Intel soporta hasta SSE4.2

El enfoque ingenuo es:

const size_t CHUNK_SIZE = 16; //128bit for SSE2 integer registers 
const int ARRAY_SIZE = 200000000; 

char* array_1 = (char*)_aligned_malloc(ARRAY_SIZE, 16); 
char* array_2 = (char*)_aligned_malloc(ARRAY_SIZE, 16); 

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE;) 
{ 
    volatile bool result = memcmp(array_1+i, array_2+i, CHUNK_SIZE); 
    i += CHUNK_SIZE; 
} 

comparación con mi primer intento usando SSE nunca:

union U 
{ 
    __m128i m; 
    volatile int i[4]; 
} res; 

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE;) 
{ 
    __m128i* pa1 = (__m128i*)(array_1+i); 
    __m128i* pa2 = (__m128i*)(array_2+i); 
    res.m = _mm_cmpeq_epi32(*pa1, *pa2); 
    volatile bool result = ((res.i[0]==0) || (res.i[1]==0) || (res.i[2]==0) || (res.i[3]==0)); 
    i += CHUNK_SIZE; 
} 

La ganancia de velocidad es aproximadamente un 33%. ¿Podría hacerlo mejor?

Answer 1

realidad, no debería ser el uso de código escalar y los sindicatos para poner a prueba todos los elementos vectoriales individuales - hacer algo como esto en su lugar:

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE; i += CHUNK_SIZE) 
{ 
    const __m128i a1 = _mm_load_si128(array_1 + i); 
    const __m128i a2 = _mm_load_si128(array_2 + i); 
    const __m128i vcmp = _mm_cmpeq_epi32(a1, a2); 
    const int vmask = _mm_movemask_epi8(vcmp); 
    const bool result = (vmask == 0xffff); 
    // you probably want to break here if you get a mismatch ??? 
} 

Answer 2

Ya que se puede utilizar SSE 4.1, hay otra alternativa que podría ser más rápido:

for (size_t i = 0; i < ARRAY_SIZE; i += CHUNK_SIZE;) 
{ 
    __m128i* pa1 = (__m128i*)(array_1+i); 
    __m128i* pa2 = (__m128i*)(array_2+i); 
    __m128i temp = _mm_xor_si128(*pa1, *pa2); 
    bool result = (bool)_mm_testz_si128(temp, temp); 
} 

_mm_testz_si128(a, b) vuelve 0 si a & b != 0 y vuelve 1 si a & b == 0. La ventaja es que también puede usar esta versión con las nuevas instrucciones AVX, donde el tamaño del fragmento es de 32 bytes.