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Auto-Vectorization in LLVM

循环向量器通过放置代码来处理这个循环,在运行时检查数组A和B是否指向不相连的内存位置。如果数组A和B重叠,则执行循环的标量版本。...通常,这会阻止矢量化,但矢量器可以检测到“sum”是一个缩减变量。变量“sum”变成一个整数向量,在循环结束时,数组的元素被加在一起以创建正确的结果。...Vectorization of Mixed Types 循环矢量器可以对混合类型的程序进行矢量化。矢量化成本模型可以估计类型转换的成本,并决定矢量化是否有益。...还可以在对结构成员的指针访问上添加运行时检查。 支持许多变体,但是有些依赖于未定义行为被忽略的变体(就像其他编译器一样),仍然没有被矢量化。...为了更好地优化C/C++数学库函数,使用“-fNO数学ErrNO”。 循环向量器知道目标上的特殊指令,并将对包含映射到指令的函数调用的循环进行矢量化。

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R vs. Python vs. Julia

我将R与Julia进行了比较,展示了Julia是如何为数据科学社区带来全新的编程思维方式的。主要的结论是,有了Julia,您不再需要向量化来提高性能,良好地使用循环可能会提供最好的性能。...,从专用操作符(in)到使用循环的类c实现,通过向量化方法。...使用NumPy + Numba的循环提供了与向量化/专门操作相当(或更好)的性能,但要达到这一点并不容易,因为其中存在一些问题。...为了在For循环上获得最佳性能,我使用提示告诉编译器不要检查索引是否在数组范围内(inbounds宏),并告诉编译器它在执行迭代的顺序上有额外的自由度(simd宏)。...在内部,Julia在内存中存储了一个指针数组,以配合Any提供的灵活性。结果,Julia在处理数组时无法再处理连续的连续内存块。对性能有什么影响?慢大约50到100倍!

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    打造次世代分析型数据库(六):如何从零实现向量化引擎

    另外,算子内部实现或者计算函数实现可以使用更加高效的方式循环处理一组元组,比如使用编译器自动循环展开或者手动编写SIMD指令等方式。...此外,还需要判断该计划节点包含的表达式计算是否支持向量化。...比如对于Hashjoin计划节点,首先判断其左右子树计划节点是否支持向量化,如果都支持,则继续判断其包含的哈希键匹配函数以及非哈希键匹配函数等是否支持向量化,如果都支持,整个HashJoin就可以向量化执行...原有的元组在内存中的组织形式为TupleTableSlot,一个TupleTableSlot就代表一个,包含了每个列的信息和数据,执行过程中算子内部的计算过程以及算子之间的结果传递都是以TupleTableSlot...向量化改造之后,一些操作可以通过简单的循环来进行批量处理,包括hash值、hash bucket值的计算,以及聚合结果的计算,可以显著提高计算的效率。

    1.8K20

    Spark向量化计算在美团生产环境的实践

    结合模板,编译器会为每个实参生成特定实例化代码,避免运行时查找虚函数表,并且由于编译器知道了具体的类型信息,可以对模板函数进行内联展开。...当循环内没有复杂的条件分支,没有数据依赖,只调用简单内联函数时,通过编译选项(如gcc -ftree-vectorize、-O3),编译器可以将顺序执行代码翻译成向量化执行代码。...可以通过观察编译hint输出和反汇编确定是否生产了向量化代码。...通过__restrict去修饰指针参数,告诉编译器多个指针指向不相同不重叠的内存,让编译器放心大胆的去优化。 如果循环内有复杂的逻辑或条件分支,那么将难以向量化处理。...以下是一个向量化版本数组相加的例子,使用Intel Intrinsic function: #include // 包含Intrinsic avx版本函数的头文件 void

    45110

    现代CPU性能分析与优化-性能分析方法-编译器优化报告​

    可以说,这是一个好的默认策略。但是,当您追求最佳性能时,它就不太管用了。如果编译器没有执行关键优化,例如向量化循环,怎么办?您将如何知道这一点?...幸运的是,所有主流编译器都提供优化报告,我们现在将讨论这些报告。 假设您想知道一个关键循环是否被展开。如果是,展开因子是多少?有一种艰苦的方法可以知道这一点:研究生成的汇编指令。...如果我们将 @lst:optReport 中的代码向量化,它会导致在数组 a 中写入错误的值。...@lst:optReport 中的代码无法向量化,因为循环内部的操作顺序很重要。如 @lst:optReport2 所示,通过交换第 6 行和第 7 行可以修复此示例。...编译器优化报告可以帮助您找到错过的优化机会,并了解这些机会错过的原因。此外,编译器优化报告对于测试假设很有用。编译器通常会根据其成本模型分析来决定某个转换是否有益。但编译器并不总是做出最佳选择。

    15010

    Tencent Kona:OpenJDK贡献全国四连冠,赋能数据科学计算加速

    ▍Kona:连续四次全国冠军,综合贡献全国第一 Kona是腾讯基于OpenJDK研发的JDK产品,Kona JDK完全免费,并提供长期支持,所发版本均通过腾讯内部和云上超大规模应用验证,欢迎下载使用。...在对公司广告模型训练的矩阵加法算子,如图3(a)所示,进行性能分析时,发现矩阵加法算子经过JDK编译之后,核心循环竟然没有被自动向量化,仅生成了如图3(b)所示的标量指令。...我们对此非常惊讶:图3(a)为经典的矩阵操作编程模式,仅包含简单的加法操作,并不存在导致自动向量化失败的因素。随后,我们实验了更简单的矩阵拷贝操作,发现JDK还是无法自动向量化。...但是,如果将图3(a)中的二维数组,换成一维数组,JDK是可以自动向量化的。于是,我们确信发现了一个二维数组自动向量化的性能Bug。...经过分析,确认自动向量化失败的原因是,向量编译引擎对二维数组存在过早退出自动向量化流程的缺陷。该缺陷在x86机器上对于NUM 的二维数组100% 复现。

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    Unity基础教程系列(新)(六)——Jobs(Animating a Fractal)

    现在,我们可以为分形内部的分形部件数组定义一个字段。 ? 我们可以将所有部件放置在一个大数组中,也可以为同一级别的所有部件提供自己的数组。后者可以让之后使用层次结构更容易。...如果构造函数方法调用没有参数,则在包含初始化程序的情况下,我们可以跳过空参数列表。 ? 将返回的部分复制到Awake中的正确数组元素。那是根部分第一个数组的第一个元素。...我们可以更进一步,并使用ReadOnly和WriteOnly属性来指示我们只需要部分访问某些本机数组。最内层的循环仅从parents数组读取,而仅写入matrices数组。...如果不进行安全检查,Burst仍然无法向量化循环,这一次是因为调用指令阻碍了循环。这意味着存在Burst无法优化的方法调用,该方法调用永远无法向量化。...但它仍然不能向量化循环,因为不能向量化返回类型。之所以如此,是因为我们的数据太大,无法向量化循环多次迭代。

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    在向量化NumPy数组上进行移动窗口操作

    import numpy as np 然后使用arange创建一个7×7的数组,值范围从1到48。另外,创建另一个包含无数据值的数组,该数组的形状和数据类型与初始数组相同。...尽管如此,我们将首先看一个使用循环的示例,因为这是一种简单的方法来概念化在移动窗口操作中发生的事情。在你通过循环示例掌握了概念之后,我们将继续使用更有效的向量化方法。...要实现移动窗口,只需循环遍历所有内部数组元素,识别所有相邻元素的值,并在特定的计算中使用这些值。 通过行和列偏移量可以很容易地识别相邻值。3×3窗口的偏移量如下所示。 ? 行偏移 ?...列偏移 循环中NumPy移动窗口的Python代码 我们可以用三行代码实现一个移动窗口。这个例子在滑动窗口内计算平均值。首先,循环遍历数组的内部行。其次,循环遍历数组的内部列。...向量化滑动窗口 Python中的数组循环通常计算效率低下。通过对通常在循环中执行的操作进行向量化,可以提高效率。移动窗口矢量化可以通过同时抵消数组内部的所有元素来实现。 如下图所示。

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    向量化执行从理论到实现,仅需五步! | DB·洞见

    基准程序把涉及的列都作为参数,以BAT形式的数组表示,添加restrict关键字,用来告诉编译器这个数组里的元素都是独立不相关的,以便进行编译优化。...CPU:操作或算子都使用向量化原语,目的是便于编译器优化成loop pipeline的高效代码。...批量处理的循环可以进行loop pipeline的优化,提高CPU的使用效率。另外,MonetDB/X100针对每个数据类型都有单独的实现,可以避免元组解析的代价。...按照原语模板自动生成的方式,MonetDB/X100包含了上百个向量化原语。 MonetDB/X100还运用到组合向量化原语,它也可以进一步提高执行效率。...向量化数据结构:合理设计向量的内存组织形式,尽可能使用cache资源,减少内存拷贝。 向量化算子实现:批量计算改造,拆分成小的循环来执行简单的操作,便于编译优化成高效程序。

    2.3K30

    Python科学计算学习之高级数组(二)

    、比较数据、根据比较结果跳转(可能还得跳转回来)、累加循环计数器、检查循环计数器是否到达终值、根据比较结果跳转。...向量化:      为提升代码的性能(运行时间),通常需要将代码向量化。使Numpy包的切片、运算符和函数来替代代码中的for循环以及运行速度较慢的代码片段,可以显著提高代码的性能。...规则:尽可能避免使用for循环而采用向量化形式,善用python的numpy库中的内置函数。例如:np.exp ,np.log ,np.maxmum(v,0) 等。...##说明,无论有多长的数据列表并且需要对他们进行数学转换,考虑将这些python数据 结构转换为numpy.ndarray对象并使用固有的矢量化功能。...repeat进行数据扩展,而是使用内部集成的函数ogrid(创建广播预算用的数组)和mgrid函数(返回是进行广播后的数组) 3.2 Python的广播方便与计算: ① 一维向量+常量 import numpy

    1.1K20

    用Numba加速Python代码

    通过这种转换,Numba可以使用Python编写的数值算法达到C代码的速度。 您也不需要对Python代码做任何花哨的操作。...我们可以使用pip安装Numba: 1pip install numba 如果您的代码有很多数值运算,经常使用Numpy,并且/或者有很多循环,那么Numba应该会给您一个很好的加速。...加速Python循环 Numba最基本的用途是加速那些可怕的Python for循环。 首先,如果在Python代码中使用循环,首先检查是否可以用numpy函数替换它总是一个好主意。...当我们看到一个函数包含用纯Python编写的循环时,这通常是numba能够提供帮助的一个好迹象。查看下面的代码,看看它是如何工作的。 ? 我们的代码只增加了两行。...查看下面的代码,看看在带有Numpy的Python中如何工作。 ? 注意,每当我们对Numpy数组进行基本数组计算(如加法、相乘和平方)时,代码都会自动由Numpy在内部向量化。

    2.2K43

    「硬刚Doris系列」Apache Doris的向量化和Roaring BitMap

    该 SQL 包含了 3 个 operator:tablescan,Filter 和 projection,而每个 operator 内部又包含了各自的 expression,例如 Filter 内部的...,但是对于第一段代码来说,for 循环里面是很深的虚函数调用,而第二段代码 for 循环里做的事则要简单的多。...向量化执行 优化思想 从上面的介绍来看,经典 SQL 的计算引擎一个很大问题就是无论是 expression 还是 operator ,其计算的时候都大量使用到虚函数,由于每行数据都需要经过这一系列的运算...,导致计算框架开销比较大,而且由于虚函数的大量使用,也影响了编译器的优化空间。...除此之外,向量化执行还能给 compiler 带来更多的优化空间,因为引入向量化之后,实际上是将原来数据库运行时的一个大 for 循环拆成了两层 for 循环,内层的 for 循环通常会比较简单,对编译器来说也存在更大的优化可能性

    1.4K80

    Java注解(批注)的基本原理

    现在都提倡解耦、轻量化或者说微小化,那么注解就顺应了这一需求,各个包或模块在内部方法或类上使用注解即可实现指定功能,而且使用起来灰常方便,简单易懂。...批注类型 具有特殊实施的各种命名批注 属性 由批注指定的一个特殊的元数据项目。有时可以和批注交替使用 Java 的新的元数据工具提供了从 Java 代码内部批注 Java 代码的一种标准方式。...元注解包含以下五种:  @Retention:注解的生命周期 @Target:注解的作用目标 @Inherited:是否允许子类继承该注解 @Repeatabl:是否可以重复标注。...是否可以被标注类的子类继承。...,如果没有返回空数组 T[] getAnnotationsByType(Class annotationClass) // 返回指定类型的注解,如果没有返回空数组,只包含直接标注的注解,不包含inherited

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    TiDB:向量化执行使表达式性能提升10倍成为可能

    因此,我们可以添加以下接口来向量化表达式计算: type Node interface { batchEvalReal(rows []Row) (vals []float64, isNull []bool...读取或更改column.data的用户可以直接操作这个数组。这是访问固定长度数据的最有效方式。...Column内部使用一个bitmap来维护NULL标签。当调用这个函数时,一个列来做一个按位操作来核并NULLs。 3) 一个循环直接将左右字节的的数据相乘。...使用相同数据(2列浮点数组成的1024行)分别col0*0.8 + col1计算: 上面的结果表明向量化执行比基于行的执行引擎快4倍。下图对比了LT向量化前后各种小于(LT)函数的性能。...贡献者将函数向量化后,他们可以使用框架来测试内置函数的正确性和性能,只需编写几行简单的配置即可。

    1.2K30

    99行代码实现冰雪奇缘特效的「太极」再进化,胡渊鸣团队、快手等联合打造

    它可以使用低精度量化的数字数据类型并将其打包(packing)以表示模拟状态,从而减少了内存空间和带宽消耗。有了这项技术的加持,高精度的物理模拟只需要一块 GPU 就能实现。...QuanTaichi 的实现基于 MIT CSAIL 胡渊鸣等人之前提出的「太极(Taichi)」编程语言和编译器,使开发人员可以轻松地在不同的全精度和量化模拟器之间进行切换,以探索最佳的量化方案,并最终在空间和精度之间取得良好的平衡...位数组(Bit arrays)。位数组允许用户在一个硬件原生类型中存储多个同样的自定义类型数据。 编译器优化 1....位数组向量化 考虑以下情形: 虽然该研究中的系统可以很容易地提高存储效率,但是这种按位 for 循环的计算效率很低,原因有两个。...为此,研究者实现了以下三种优化方法:按位进行循环向量化;带有偏移量的位向量化读取;位向量化的整数加法。

    66010

    java开发人员最常犯的10种错误

    文章目录 一、把数组转成ArrayList 二、判断一个数组是否包含某个值 四、HashTable 和 HashMap 的选择 五、使用原始集合类型 六、访问级别 七、ArrayList与LinkedList...= Arrays.asList(arr); 使用Arrays.asList()方法可以得到一个ArrayList,但是得到这个ArrayList其实是定义在Arrays类中的一个私有的静态内部类。...二、判断一个数组是否包含某个值 在判断一个数组中是否包含某个值的时候,开发者经常这样做: Set set = new HashSet(Arrays.asList(arr)...); return set.contains(targetValue); 在在Java中如何高效的判断数组中是否包含某个元素一文中,深入分析过,以上方式虽然可以实现功能,但是效率却比较低。...在判断一个数组是否包含某个值的时候,推荐使用for循环遍历的形式或者使用Apache Commons类库中提供的ArrayUtils类的contains方法。

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    【AI系统】AI 编译器后端优化

    在得到优化后的计算图后,将其转换为TensorIR,送入OpsOptimizer进行算子级优化,也叫后端优化,这类优化是硬件相关的,主要包括循环优化、算子融合、tiling、张量化。...后端优化:针对单个算子的内部具体实现优化,使得算子的性能达到最优。主要优化流程为对算子节点的输入、输出、内存循环方式和计算逻辑进行编排与转换。...不同 AI 编译器内部低级 IR 形式和定义不同,但是对于同一算子,算法的原理实质相同。对于每个具体的算子,需要用 AI 编译器底层的接口来定义算法,再由编译器来生成内部的低级 IR。...CuDNN 中的算子函数使用 CUDA 架构实现,并且在计算时利用了 GPU 硬件的并行性和向量化特性。此外,CuDNN 还通过使用半精度浮点数运算、算法重排等技术来进一步加速计算速度。...是否可以通过自动化生成高性能 kernel 生成的方式来减小算子开发的开销?

    10910

    【独家】并行计算性能分析与优化方法(PPT+课程精华笔记)

    首先通过标准性能基准测试程序确保系统的工作状态正常, 比如使用SpecInt, SpecFP,Linpack等得到处理器的性能,对比设计性能指标,可以得知CPU是否工作正常,BIOS或者操作系统中的相关设置是否正确...比如说,某一点的坐标float X,Y,Z,有大量的点需要处理,而有时候会用不同的方式分别处理X,Y,Z,假设定义一个结构,包含X,Y,Z三个值,然后再定义一个结构的数组,每个元素是一个结构,如果这么处理的话...这里有一个改进办法,就是定义一个结构,包含三个数组,所有X放在一个数组,所有Y放在一个数组,所有Z放在一个数组。...在原有串行单线程程序中,如果有比较明显的计算密集型循环,可以引入OpenMP进行并行化,结合编译器的自动向量化编译选项,可以只改极小一部分代码,获得比较大的性能收益。...而且它是一个单线程的程序,所以第一件事就是在模拟计算部分的计算密集的for循环处加了OpenMP编译指令,同时使用编译器的自动向量化编译选项,获得了4倍的性能提升。

    2.8K90

    Java中的语法糖

    除此之外,编译器还会为我们生成两个方法, values() 方法和 valueOf 方法,这两个方法都是编译器为我们添加的方法,通过使用 values () 方法可以获取所有的 Enum 属性值,...我们可以猜测一下其内部应该是由数组构成,否则无法接受多个值,那么我们反编译看一下是不是由数组实现的。...可以看到,printMessage () 的参数就是使用了一个数组来接收,所以千万别被变长参数 忽悠 了!...增强 for 循环与普通 for 循环相比,功能更强并且代码更加简洁,你无需知道遍历的次数和数组的索引即可进行遍历。 增强 for 循环的对象要么是一个数组,要么实现了 Iterable 接口。...(var8); } } 如上代码所示,如果对数组进行增强 for 循环的话,其内部还是对数组进行遍历,只不过语法糖把你忽悠了,让你以一种更简洁的方式编写代码。

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