SIMD и разница между упакованной и скалярной двойной точностью

В SSE 128-битные регистры могут быть представлены как 4 элемента по 32 бита или 2 элемента по 64 бита.

SSE определяет два типа операций; скалярный и упакованный. Скалярная операция работает только с наименее значимым элементом данных (биты 0 ~ 31 или 0 ~ 63), а пакетная операция вычисляет все элементы параллельно.

_mm_cmpeq_sd предназначен для работы с двойной точностью (64 -bit) элементов с плавающей запятой и будет сравнивать только наименее значимый элемент данных (первые 64 бита) из двух операндов (скаляр).

_mm_cmpeq_pd предназначен для работы с двойной точностью (64 -bit) элементы с плавающей запятой, но будут сравнивать каждые две группы по 64 бита параллельно (упакованные).

_mm_cmpeq_ss предназначен для работы с одинарной точностью (32 -bit) элементов с плавающей запятой и будет сравнивать только наименее значимый элемент данных (первые 32 бита) из двух операндов (скаляр).

_mm_cmpeq_ps предназначен для работы с одинарной точностью (32 -bit) элементов с плавающей запятой и будет сравнивать каждую группу из 32 бит параллельно (упаковано).

Если вы используете 32-битное число с плавающей запятой, вы можете упаковать его в квадруплет, чтобы использовать 128-битное пространство. Таким образом, _mm_cmpeq_ps сможет провести 4 сравнения параллельно.

Если вы используете 64-битное двойное, вы можете упаковать его в пару, чтобы использовать 128-битное пространство. Таким образом, _mm_cmpeq_pd сможет провести 2 сравнения параллельно.

Если вы хотите проводить только одно сравнение за раз, вы можете использовать _mm_cmpeq_sd для сравнения двух 64-битных чисел двойной точности или _mm_cmpeq_ss для сравнения двух 32-битных чисел с плавающей запятой.

Обратите внимание, что _mm_cmpeq_sd и _mm_cmpeq_pd - это SSE2, а _mm_cmpeq_ss и _mm_cmpeq_ps - SSE.

В этом контексте «упакованный» означает «несколько одинаковых типов, помещенных в один кусок», поэтому «упакованные числа с плавающей запятой одинарной точности» означают 4 * 32-битные числа с плавающей запятой, сохраненные как 128-битное значение.

Вам нужно либо «упаковать» каждое значение в регистр с помощью различных PACK* инструкций, либо данные уже «упакованы» в памяти, например массив из (кратных) 4 значений с плавающей запятой [, которые соответствующим образом выровнены].

Скаляр означает «одно значение» в младших n битах регистра (например, double будет младшими 64 битами 128-битного регистра SSE).