A-8-黄凯华-如何在 .NET 中使用 SIMD.pdf

1、如何在.NET 中使用 SIMD黄凯华iHerb.NET 后端开发SIMD（Single Instruction,Multiple Data）译为 单指令多数据，是一种并行计算技术，允许单条指令同时对多个数据元素进行操作，从而提高计算效率。与 SIMD 相对的是 SISD（Single Instruction,Single Data，单指令单数据），即每条指令只处理一个数据元素。如果我们要对两组数组进行加法运算，传统方法（SISD）是逐个元素相加，而使用 SIMD 技术，可以一次性将多个元素加载到向量寄存器中，并执行单一的加法指令，从而显著提高计算效率。BenchmarkDotNet v0.1

2、5.6,macOS Sequoia 15.7.2(24G325)Darwin 24.6.0Apple M2 Max,1 CPU,12 logical and 12 physical cores.NET SDK 10.0.100Host :.NET 10.0.0(10.0.0,10.0.25.52411),Arm64 RyuJIT armv8.0-aDefaultJob:.NET 10.0.0(10.0.0,10.0.25.52411),Arm64 RyuJIT armv8.0-a|Method|Mean|Error|StdDev|Allocated|-|-:|-:|-:|-:|NormalAd

3、d|894.9 us|3.99 us|3.11 us|-|SimdAdd|302.0 us|3.10 us|2.59 us|-|BenchmarkDotNet v0.15.6,Windows 11(10.0.26100.7019/24H2/2024Update/HudsonValley)AMD Ryzen 5 9600X 3.90GHz,1 CPU,12 logical and 6 physical cores.NET SDK 10.0.100Host :.NET 10.0.0(10.0.0,10.0.25.52411),X64 RyuJIT x86-64-v4DefaultJob:.NET

4、10.0.0(10.0.0,10.0.25.52411),X64 RyuJIT x86-64-v4|Method|Mean|Error|StdDev|Allocated|-|-:|-:|-:|-:|NormalAdd|594.0 us|14.69 us|43.10 us|-|SimdAdd|174.0 us|2.84 us|2.66 us|-|.NET 为我们提供了下面三个命名空间来使用 SIMD 技术：System.Runtime.Intrinsics：包含用于创建和传递各种大小和格式的寄存器状态的类型。System.Runtime.Intrinsics.X86：包含特定于 x86/x64

5、架构的 SIMD 指令集的类型。System.Runtime.Intrinsics.Arm：包含特定于 ARM 架构的 SIMD 指令集的类型。System.Runtime.Intrinsics 命名空间System.Runtime.Intrinsics 命名空间中定义了表示不同大小向量的结构体和提供创建及操作这些向量的静态类。System.Runtime.Intrinsics 命名空间结构体描述Vector64表示指定数值类型的 64 位向量，该向量适用于并行算法的低级别优化。Vector128表示指定数值类型的 128 位向量，该向量适用于并行算法的低级别优化。Vector256表示指定数

6、值类型的 256 位向量，该向量适用于并行算法的低级别优化。Vector512表示指定数值类型的 512 位向量，该向量适用于并行算法的低级别优化。System.Runtime.Intrinsics 命名空间静态类描述Vector64提供静态方法的集合，用于在 64 位向量上创建、操作和以其他方式操作。Vector128提供静态方法集合，用于在 128 位向量上创建、操作和以其他方式操作。Vector256提供静态方法集合，用于在 256 位向量上创建、操作和以其他方式操作。Vector512提供静态方法的集合，用于在 512 位向量上创建、操作和以其他方式操作。System.Runtime.