SSK's Memo

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JavaScriptのSIMD APIと逐次処理の性能比較。

SIMD APIは開発者向けのAPIです。対応ブラウザはこちら（Firefox Nightly）

Coding

SIMD APIによる並列処理の注意点

• 128bit浮動小数点レジスタを使用
• SIMDオブジェクト（浮動小数点レジスタ用の変数）には通常の四則演算は利用不可
• SIMDオブジェクトと通常の変数との間ではLoadやStore命令のみでデータをコピー

以下、内積のサンプルコード

▼ main.js

function dot_simd(n,a,b) {
   var ans = 0.0;                                      //最終的な答えを記録する変数
   var vecA = new Float32Array(a);                     //配列a,bを単精度配列へ型変換
   var vecB = new Float32Array(b);
   var vecR = new Float32Array(4);
   var xmm0 = SIMD.Float32x4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);      //浮動小数点レジスタ[128bit]の準備
   var xmm1 = SIMD.Float32x4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);      //単精度データ[32bit]を4つ格納可能
   var xmm2 = SIMD.Float32x4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);      //すべて0で初期化
   var xmm3 = SIMD.Float32x4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);      //  ※C言語の_mm_set_ps(0,0,0,0)に該当
 
   //演算部分（単精度データに対して、1命令4同時演算）
   for( var i=0; i<(n-3)|0; i=(i+4)|0 )             //1命令4同時演算のため、ループは4ずつ増える
      xmm1 = SIMD.Float32x4.load(vecA, i);             //配列a[i]から単精度データ4つをレジスタxmm1に読み込み
      xmm2 = SIMD.Float32x4.load(vecB, i);             //配列b[i]から単精度データ4つをレジスタxmm2に読み込み
      xmm3 = SIMD.Float32x4.mul(xmm1, xmm2);           //xmm1とxmm2の乗算結果をレジスタxmm3に保存
      xmm0 = SIMD.Float32x4.add(xmm0, xmm3);           //乗算結果xmm3をレジスタxmm0に足し込み
   }
   SIMD.Float32x4.store(vecR,0,xmm0);                  //水平加算用配列vecR[0]からvecR[3]の範囲にxmm0を書き出し
   for( ; i<(n)|0; i=(i+1)|0 ) {
      ans = ans + vecA[i] * vecB[i];                   //内積のベクトル長が4の倍数でないときに端数を処理
   }
   ans = ans + vecR[0] + vecR[1] + vecR[2] + vecR[3];  //水平加算
   return (ans);
}

Calculation of Dot()

SIMD APIで内積を実装し、速度および性能を比較。[Exec]から実行。

JavaScriptのSIMDではSSE2までの対応のため、単精度データに対して1命令4同時演算が可能である。