Kompilery a procesory

Dnes si ukážeme základy práce s instrukcemi AVX v assembleru, konkrétně v Netwide Assembleru běžícího v Linuxu. Samotné AVX (Advanced Vector Extensions) rozšiřuje možnosti vektorových instrukcí na x86 i x86–64.

Na předchozí dvojici článků o rozšíření instrukční sady SSE2 dnes navážeme. Popíšeme si zbývající instrukce ze sady SSE2, které slouží pro operace prokládání prvků, extrakci či naopak spojování prvků vektorů a podobně.

Procesory Apple A12, M1, M2 a M3 budou mít brzy podporu v GCC pro architekturu AArch64 Darwin, tedy macOS. Je možné, že by se to mohlo stihnout na poslední chvíli před vydáním GCC 15.1. V takovém případě by macOS měl alternativní překladač místo…

Dnes si popíšeme a zejména otestujeme vybrané instrukce ze sady SSE2. Řekneme si, jaký je rozdíl mezi trojicí PAND, ANDNPS a ANDPD, způsob provedení bitových a bajtových posunů, ale i specifické vlastnosti vybraných konverzních instrukcí.

Instrukční sada AVX10, která nově už neobsahuje podporu maximálně 256bitových vektorů, ale povinně i 512bitových, dostává nové obrysy v rámci kompilátoru GCC. Pro patnáctkovou verzi byla podpora AVX10.2 „v původním znění“ připravována, nyní jsou…

Dnes se budeme zabývat vektorizací smyček, v nichž se zpracovávají pole (vektory), což vyžaduje instrukce SSE2 nebo AVX. Důležité bude taktéž zjištění, jak je vektorizován přístup k prvkům pole s volitelným krokem (stride).

Na úvodní článek o automatických vektorizacích prováděných překladači dnes navážeme. Opět se zaměříme na autovektorizace prováděné překladačem GCC, dnes si ale otestujeme poněkud komplikovanější funkce, které se mají optimalizovat.

Už jsme se seznámili s instrukcemi SIMD, MMX, SSE a částečně i SSE2. Lze je volat z assembleru nebo využít takzvané intrinsic nabízené překladači. Ovšem existuje i další způsob jejich využití s automatickou vektorizací.

O rychlém překladači Pythonu Codon jsme tu již psali. Od verze 0.18.0, která vyšla 30. ledna, je ještě rychlejší, protože obsahuje vlastní implementaci oblíbené knihovny NumPy. Navíc se změnila licence a Codon je open source s licencí…

Proč se většina nově přidaných instrukcí SSE omezuje na práci s hodnotami typu single, když je mnoho aplikací založených na celočíselných datech nebo naopak používá typ double? Odpovědí byla instrukční sada SSE2.

Překladač LLVM 20.1 vyšel minulý týden. Nová je podpora AMX (Advanced Matrix Extensions) AMX-AVX512 a AMX-FP8 pro Intel Diamond Rapids. Nová je také podpora instrukcí AVX10.2 také pro Diamond Rapids. Nově se překladač Fortranu již nejmenuje…

Před třemi měsíci jsme tu psali o snaze začlenit programovací jazkyk COBOL (COmmon Business Oriented Language) do GCC. Minulý týden se COBOL dostal do GCC 15. Nadšencům tohoto jazyka zbývá počkat na vydání GCC 15.1, které přijde za několik týdnů…

Dokončíme popis rozšíření instrukční sady SSE. Ukážeme si některé netriviální operace, které je možné provádět se skaláry a především s vektory. Jedná se o konverzní operace a taktéž o rozbalování a zabalování prvků vektorů.

Popíšeme si zbylé instrukce pro provádění numerických výpočtů. Také se zmíníme o instrukci pro porovnání prvků vektorů, která má celkem osm různých variant. A nezapomeneme ani na problematiku nekonečných hodnot a hodnot NaN.

Ukážeme si základní způsoby komunikace hlavního programu běžícího na mikrořadiči s PIO programy. Pro tyto účely se používají fronty (FIFO) a vstupní i výstupní posuvné registry.

Po úspěšném a navíc i relativně bezproblémovém zavedení rozšíření MMX vzniklo u konkurence (AMD) rozšíření 3DNow!. To sice nebylo příliš populární, ovšem jednalo se o první krok k rozšíření nazvanému SSE (Streaming SIMD Extension).

Dnes si popíšeme zbylé MMX instrukce a většinu instrukcí použijeme v příkladech. Také si popíšeme instrukční sadu 3DNow! společnosti AMD. Ta nebyla přímou konkurencí MMX, ale spíše první vlaštovkou vedoucí k SSE a AVX.

Na úvodní článek o PIO na mikrořadičích Raspberry Pi Pico dnes navážeme. Pokusíme se propojit znalosti o PIO (interní architektura, způsob propojení s mikrořadičem i s GPIO, instrukční soubor) s vlastnostmi MicroPythonu.

Dnes se seznámíme s unikátní vlastností Raspberry Pi Pico. Tyto jednodeskové mikropočítače obsahují PIO (Programmable IO), což jsou bloky ovládající vstupně-výstupní piny (GPIO). Ty se chovají jako samostatně programovatelné procesory.

Začneme se seznamovat se SIMD instrukcemi pro platformu 80×86, které jsou souhrnně nazývány, i když ne zcela přesně, vektorové instrukce. První na řadě je technologie MMX.

Práce s hodnotami s plovoucí řádovou čárkou sice může vypadat jednoduše, ovšem není tomu tak, protože se musí pracovat s nekonečny, hodnotami NaN atd. Navíc musí FPU spolupracovat s mikroprocesorem.

Na praktických příkladech si ověříme základní funkce poskytované matematickým koprocesorem Intel 8087, na který navazuje řada čipů 80287 a 80387. Posléze se tyto funkce staly přímo součástí hlavního mikroprocesoru.

Nedílnou součástí prakticky všech procesorů je modul pro operace s plovoucí řádovou čárkou. Na platformě IBM PC se jednalo o řadu matematických koprocesorů označovaných čísly 8087, 80287, 80387 a (nepřesně) 80487.

Dnešní příspěvek je o tom, jak namísto sofistikovaných testovacích nástrojů používat k testování samotný překladač.

Nový open-source projekt HipScript má jednoduchý cíl: nabídnou běh kódu napsaného v Nvidia CUDA či AMD HIP rovnou ve webovém prohlížeči. Využívá přitom WebAssembly a WebGPU. Už nyní je schopen rozběhat základní kernely s plnou podporou C++,…

Seznámíme se s dvěma technologiemi, které byly součástí mikroprocesoru Intel 80386. Tento v několika ohledech přelomový čip totiž kromě dalších vylepšení nabízel možnost stránkování (paging) a nový virtuální režim.

Nedávno jsme psali o začlenění programovacího jazyka COBOL do kompilátoru GCC. Hned na Nový rok Jose Marchesi z Oracle poslal do GCC podporu jazyka ALGOL 68. Jde zatím o work-in-progress. Jose o ALGOLu 68 píše, že je to často špatně pochopený a…

Přechod do chráněného režimu (a zpět) na mikroprocesorech Intel se podobá složitému rituálu. Všechny operace je nutné vykonat v určitém pořadí a naslepo: bez možnosti ladění nebo sledování činnosti PC.

O opravách pro Intel Core Ultra 200S (Arrow Lake-S) jsme tu v pátek psali. Server Phoronix včera zjišťoval, jestli nový BIOS a nový mikrokód 0×114 mají nějaký vliv na výkon v Linuxu. Závěr je, že se žádnou změnu výkonu naměřit nepodařilo. Phoronix…

Intel Core Ultra 200S (Arrow Lake-S) vyšel koncem října a podle recenzí nemá konzistentní výkon například ve hrách. Intel objevil pět problémů ze kterých již čtyři opravil. Šlo o chybějící Power Plans (Balanced, High Performance, Power Saver …) ve…