SIMD library

ISO C++に統合されました このページで説明されている機能は2024年11月時点で主要なISO C++標準に統合されました。詳細は データ並列型 (SIMD) (C++26以降) を参照してください

SIMDライブラリは、データ並列性を明示的に宣言するためのポータブルな型と、より効率的なSIMDアクセスのためのデータ構造を提供します。

simd<T> 型のオブジェクトは、 T 型のオブジェクトと同様に振る舞います。ただし、 T が1つの値を格納・操作するのに対し、 simd<T> は複数の値（ width と呼ばれるが、標準ライブラリの他の部分との一貫性のために size として識別される； simd_size 参照）を格納・操作します。

simd<T> 上のすべての演算子と操作は（明示的に 水平 操作と記されているものを除き） 要素単位 で動作します。この単純なルールはデータ並列性を表現し、コンパイラによってSIMD命令および/または独立した実行ストリームを生成するために使用されます。

simd<T> 型と native_simd<T> 型の幅は、コンパイル時に実装によって決定されます。対照的に、 fixed_size_simd<T, N> 型の幅は、開発者によって特定のサイズに固定されます。

異なるSIMD型を高効率で併用するための推奨パターンは、 native_simd と rebind_simd を使用します：

#include <experimental/simd>
namespace stdx = std::experimental;
using floatv  = stdx::native_simd<float>;
using doublev = stdx::rebind_simd_t<double, floatv>;
using intv    = stdx::rebind_simd_t<int, floatv>;

これにより、すべての型セットが同じ幅を持ち、相互変換が可能であることが保証されます。幅が一致しない変換は、値の欠落や値の生成を必要とするため定義されていません。サイズ変更操作については、SIMDライブラリは split および concat 関数を提供します。

メインクラス

ABI タグ

アライメントタグ

Where式

キャスト

アルゴリズム

リダクション

マスク削減

Traits

数学関数

<cmath> 内のすべての関数（特殊数学関数を除く）は、 simd に対してオーバーロードされています。

例

#include <experimental/simd>
#include <iostream>
#include <string_view>
namespace stdx = std::experimental;
void println(std::string_view name, auto const& a)
{
    std::cout << name << ": ";
    for (std::size_t i{}; i != std::size(a); ++i)
        std::cout << a[i] << ' ';
    std::cout << '\n';
}
template<class A>
stdx::simd<int, A> my_abs(stdx::simd<int, A> x)
{
    where(x < 0, x) = -x;
    return x;
}
int main()
{
    const stdx::native_simd<int> a = 1;
    println("a", a);
    const stdx::native_simd<int> b([](int i) { return i - 2; });
    println("b", b);
    const auto c = a + b;
    println("c", c);
    const auto d = my_abs(c);
    println("d", d);
    const auto e = d * d;
    println("e", e);
    const auto inner_product = stdx::reduce(e);
    std::cout << "inner product: " << inner_product << '\n';
    const stdx::fixed_size_simd<long double, 16> x([](int i) { return i; });
    println("x", x);
    println("cos²(x) + sin²(x)", stdx::pow(stdx::cos(x), 2) + stdx::pow(stdx::sin(x), 2));
}

a: 1 1 1 1 
b: -2 -1 0 1 
c: -1 0 1 2 
d: 1 0 1 2 
e: 1 0 1 4 
inner product: 6
x: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 
cos²(x) + sin²(x): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

関連項目

外部リンク