Оптимизации CPU/SIMD

NumPy имеет гибкую рабочую схему, которая позволяет ему использовать возможности SIMD процессоров, чтобы обеспечить более высокую и стабильную производительность на всех популярных платформах. В настоящее время NumPy поддерживает архитектуры X86, IBM/Power, ARM7 и ARM8.

Процесс оптимизации в NumPy выполняется в три этапа:

• Код пишется с использованием универсальных внутренних функций, которые представляют собой набор типов, макросов и функций, сопоставленных с каждой поддерживаемой системой команд с использованием защитных механизмов, которые позволят использовать их только тогда, когда компилятор их распознает. Это позволяет нам генерировать несколько ядер для одной и той же функциональности, где каждое сгенерированное ядро представляет собой набор инструкций, связанных с одной или несколькими определёнными функциями процессора. Первое ядро представляет минимальные (базовые) возможности процессора, а другие ядра представляют дополнительные (распределённые) возможности процессора.
• На этапе компиляции используются параметры сборки процессора для определения минимальных и дополнительных возможностей поддержки в зависимости от выбора пользователя и поддержки компилятора. Соответствующие внутренние функции перекрываются с внутренними функциями платформы/архитектуры, и компилируются несколько ядер.
• Во время импорта во время выполнения процессор проверяется на наличие набора поддерживаемых функций процессора. Используется механизм для получения указателя на наиболее подходящее ядро, которое будет вызвано для функции.

• Параметры сборки процессора
  • Описание
  • Быстрый старт
    • Я собираю NumPy для использования на локальной машине
    • Я не хочу поддерживать старые процессоры архитектуры x86
    • У меня та же проблема, что выше, но с архитектурой ppc64
    • Возникли проблемы с функциями AVX512?
  • Поддерживаемые функции
    • На x86
    • На IBM/POWER big-endian
    • На IBM/POWER little-endian
    • На ARMv7/A32
    • На ARMv8/A64
    • На IBM/ZSYSTEM(S390X)
  • Специальные параметры
  • Поведение
  • Отличия платформ
    • На x86::Компилятор Intel
    • На x86::Microsoft Visual C/C++
  • Отчёт о сборке
  • Диспейчинг во время выполнения
  • Отслеживание функций, отправленных на диспейчинг
• Как работает диспечер процессора?
  • 1- Настройка
  • 2- Определение среды
  • 3- Валидация запрошенных оптимизаций
  • 4- Генерация основного заголовка конфигурации
  • 5- Источники, отправляемые на диспейчинг, и инструкции конфигурации