Kompilery a procesory

V závěrečném článku o SIMD operacích podporovaných (i když nepřímo) překladačem GCC C se zaměříme přímo na konkrétní vybrané instrukce, které lze nalézt v jednotlivých rozšířeních instrukčních sad AVX-512.

Seznámíme se s poněkud neobvyklým, ovšem potenciálně velmi užitečným projektem. Tento projekt se jmenuje c4go a jak již jeho název může napovědět, jedná se o nástroj určený k převodům (transpřekladu) zdrojových kódů napsaných původně v jazyku C do jazyka Go.

Článek je věnován rozšíření instrukční sady „Advanced Vector Extension“ neboli AVX. Oproti MMX či SSE se jedná o výrazné vylepšení podpory SIMD operací s delšími vektory a s novými instrukcemi.

Na předchozí článek o využití SIMD operací založeném na použití intrinsic v překladači GCC C dnes navážeme. Dnes se zaměříme na technologii SSE se 128bitovými vektory a podporou FP operací.

V první části článku dokončíme popis problematiky SIMD technologie NEON na architektuře ARM. Část druhá bude věnována takzvaným intrinsic, které programátorům umožňují přímo v C provádět i nízkoúrovňové optimalizace.

SIMD operace, s jejichž některými variantami určenými pro platformu x86–64 jsme se seznámili minule, se používají i na RISCových procesorech. Dnes se seznámíme s rozšířením NEON pro procesory ARM.

Podpora SIMD operací v rozšíření GCC je ve skutečnosti pouze částečná a má mnohé nedostatky, o nichž se dnes zmíníme. Taktéž si ukážeme, že vektory zavedené v rámci tohoto rozšíření není vhodné slepě používat namísto polí.

S rostoucím počtem tranzistorů na ploše mikroprocesorů (Moorův zákon) se mění i jejich architektura. Kromě přidávání jader dochází k zavádění instrukcí SIMD, které dokážou jednu operaci provádět s celým vektorem dat.

O programovacím jazyku C se někdy s nadsázkou říká, že je to „přenositelný assembler“. Programy psané v C skutečně mohou být velmi efektivní, ovšem do značné míry záleží na kvalitě céčkového překladače.

Seznámíme se s užitečným projektem, který se nazývá Compiler Explorer. Jedná se o webovou aplikaci, která dokáže přeložit zdrojové kódy napsané v různých jazycích buď do assembleru zvoleného procesoru nebo (pro určité jazyky) do bajtkódu.

Ve druhém článku o tvorbě her a grafických či zvukových dem pro osmibitovou herní konzoli NES se seznámíme s programátorským modelem mikroprocesoru MOS 6502 (resp. Ricoh 2A03.) a vysvětlíme si, jak vlastně skutečně pracuje kostra reálného programu pro NES.