В последние пару лет я занимался большим количеством SIMD-программ, и большую часть времени я полагался на встроенные функции компилятора (такие как программы для программирования SSE) или на сборку программ, чтобы добраться до действительно отличный материал. Однако до сих пор я едва мог найти какой-либо язык программирования со встроенной поддержкой SIMD.
Теперь очевидно, что существуют шейдерные языки, такие как HLSL, Cg и GLSL, которые имеют встроенную поддержку такого рода материалов. Однако я ищу что-то, что можно, по крайней мере, скомпилировать в SSE без autovectorization, но со встроенной поддержкой для векторных операций. Существует ли такой язык?
Это пример (часть) Cg-шейдера, который делает прожектор, и с точки зрения синтаксиса это, вероятно, ближе всего к тому, что я ищу.
float4 pixelfunction(
output_vs IN,
uniform sampler2D texture : TEX0,
uniform sampler2D normals : TEX1,
uniform float3 light,
uniform float3 eye ) : COLOR
{
float4 color = tex2D( texture, IN.uv );
float4 normal = tex2D( normals, IN.uv ) * 2 - 1;
float3 T = normalize(IN.T);
float3 B = normalize(IN.B);
float3 N =
normal.b * normalize(IN.normal) +
normal.r * T +
normal.g * B;
float3 V = normalize(eye - IN.pos.xyz);
float3 L = normalize(light - IN.pos);
float3 H = normalize(L + V);
float4 diffuse = color * saturate( dot(N, L) );
float4 specular = color * pow(saturate(dot(N, H)), 15);
float falloff = dot(L, normalize(light));
return pow(falloff, 5) * (diffuse + specular);
}
Вещество, которое было бы настоящим обязательством на этом языке:
Так недавно Intel выпустила ISPC, что именно то, что я искал, задавая этот вопрос. Это язык, который может связываться с обычным C-кодом, имеет и неявную модель исполнения, и поддерживает все функции, упомянутые в стартовом сообщении (swizzle-операторы, ветвление, структуры данных, векторные операции, подобные шейдеру) и компиляции для SSE2, SSE4, AVX, AVX2 и Xeon Phi.
Лучше всего, скорее всего, OpenCL. Я знаю, что он в основном был взломан как способ запуска кода на графических процессорах, но ядра OpenCL также могут быть скомпилированы и запущены на процессорах. OpenCL в основном C с несколькими ограничениями:
и множество дополнений. В частности, векторные типы:
float4 x = float4(1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f);
float4 y = float4(10.0f, 10.0f, 10.0f, 10.0f);
float4 z = y + x.s3210 // add the vector y with a swizzle of x that reverses the element order
В большой оговорке, что код должен быть чисто сперва, OpenCL не может вызывать произвольные библиотеки и т.д. Но если ваши вычислительные ядра достаточно независимы, вы в основном получаете векторный расширенный C, где вам не нужно для использования встроенных функций.
Здесь - краткая ссылка/чит-коды со всеми расширениями.
Это не сам язык, но есть библиотека для Mono (Mono.Simd), которая будет подвергать вас векторам и оптимизировать операции над ними в SSE, когда это возможно:
Это библиотека для С++, а не встроенная в язык, но Eigen довольно незаметна после объявления ваших переменных.
Это будет Fortran, которого вы ищете. Если память обслуживает даже компиляторы с открытым исходным кодом (g95, gfortran), она будет использовать SSE, если она будет реализована на вашем оборудовании.
В настоящее время лучшим решением является сделать это самостоятельно, создав back-end для интерфейса Cg с открытым исходным кодом, выпущенного Nvidia, но я хотел бы сэкономить усилия, поэтому мне было любопытно, было ли это сделано раньше. Желательно, чтобы я сразу начал использовать его.
Язык программирования D также обеспечивает доступ к SIMD аналогично Mono.SIMD.