Publication

Cyme: A Library Maximizing SIMD Computation on User-Defined Containers

2014
Conference Papers

Résumé

This paper presents Cyme, a C++ library aiming at abstracting the usage of SIMD instructions while maximizing the usage of the underlying hardware. Unlike similar efforts such as Boost.simd or VC, Cyme provides generic high level containers to the users which hides SIMD complexity. Cyme accomplishes this by 1) optimization of the Abstract Syntax Tree using Expression Templates Programming to prevent temporary copies and maximize the use of Fuse Multiply Add instructions and 2) creating a data layout in memory (AoS or AoSoA), which minimizes data addressing and manipulation throughout all SIMD registers. Implementation of Cyme library has been accomplished on the IBM Blue Gene/Q architecture using the 256 bit SIMD extensions (QPX) of the Power A2 processor. Functionality of the library is demonstrated on a computationally intensive kernel of a neuro-scientific application where an increase of GFlop/s performance by a factor of 6.72 over the original implementation is observed using Clang compiler

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/a7d0e624-ae37-41c0-8782-be60937f1822

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Single instruction multiple data

Single Instruction on Multiple Data (signifiant en anglais : « instruction unique, données multiples »), ou SIMD, est une des quatre catégories d'architecture définies par la taxonomie de Flynn en 1966 et désigne un mode de fonctionnement des ordinateurs dotés de capacités de parallélisme. Dans ce mode, la même instruction est appliquée simultanément à plusieurs données pour produire plusieurs résultats.

SIMT

SIMT (de l'Single Instruction, Multiple Threads, selon la taxonomie de Flynn) est une amélioration de SIMD (de l'Single Instruction, Multiple Data) qui permettait sur des processeur arithmétique spécialisés de faire des calculs sur plusieurs données en une seule instruction, en l'adaptant au calcul multithread (c'est-à-dire, comportant plusieurs files d'exécution). MIMD (multiple instruction, multiple data) SIMD (Single Instruction, Multiple Data) SPMD (Single Pogram, Multiple Data) Processeur vectoriel Cat

Généricité

En programmation, la généricité (ou programmation générique), consiste à définir des algorithmes identiques opérant sur des données de types différents. On définit de cette façon des procédures ou des types entiers génériques. On pourrait ainsi programmer une pile, ou une procédure qui prend l'élément supérieur de la pile, indépendamment du type de données contenues. C'est donc une forme de polymorphisme, le « polymorphisme de type » dit aussi « paramétrage de type » : en effet, le type de donnée général (abstrait) apparaît comme un paramètre des algorithmes définis, avec la particularité que ce paramètre-là est un type.

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