Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual

CONTENTS5.7.2.1 Increasing Memory Bandwidth Using the MOVDQ Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-355.7.2.2 Increasing Memory Bandwidth by Loading and Storing to and from theSame DRAM Page . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-365.7.2.3 Increasing UC and WC Store Bandwidth by Using Aligned Stores . . . . . . . . . . . . . . . 5-365.8 CONVERTING FROM 64-BIT TO 128-BIT SIMD INTEGERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-365.8.1 SIMD Optimizations and Microarchitectures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-375.8.1.1 Packed SSE2 Integer versus MMX Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5-37CHAPTER 6OPTIMIZING FOR SIMD FLOATING-POINT APPLICATIONS6.1 GENERAL RULES FOR SIMD FLOATING-POINT CODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-16.2 PLANNING CONSIDERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-16.3 USING SIMD FLOATING-POINT WITH X87 FLOATING-POINT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-26.4 SCALAR FLOATING-POINT CODE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-26.5 DATA ALIGNMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-36.5.1 Data Arrangement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-36.5.1.1 Vertical versus Horizontal Computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-36.5.1.2 Data Swizzling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-76.5.1.3 Data Deswizzling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-106.5.1.4 Using MMX Technology Code for Copy or Shuffling Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-126.5.1.5 Horizontal ADD Using SSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-136.5.2 Use of CVTTPS2PI/CVTTSS2SI Instructions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-166.5.3 Flush-to-Zero and Denormals-are-Zero Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-166.6 SIMD OPTIMIZATIONS AND MICROARCHITECTURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-166.6.1 SIMD Floating-point Programming Using SSE3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-176.6.1.1 SSE3 and Complex Arithmetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-186.6.1.2 SSE3 and Horizontal Computation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-216.6.1.3 Packed Floating-Point Performance in Intel Core Duo Processor . . . . . . . . . . . . . . . 6-22CHAPTER 8MULTICORE AND HYPER-THREADING TECHNOLOGY8.1 PERFORMANCE AND USAGE MODELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-18.1.1 Multithreading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-28.1.2 Multitasking Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-38.2 PROGRAMMING MODELS AND MULTITHREADING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-48.2.1 Parallel Programming Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-58.2.1.1 Domain Decomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-58.2.2 Functional Decomposition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-58.2.3 Specialized Programming Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-68.2.3.1 Producer-Consumer Threading Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-78.2.4 Tools for Creating Multithreaded Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-108.2.4.1 Programming with OpenMP Directives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-108.2.4.2 Automatic Parallelization of Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-108.2.4.3 Supporting Development Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-118.2.4.4 Intel® Thread Checker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-118.2.4.5 Thread Profiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-118.3 OPTIMIZATION GUIDELINES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-118.3.1 Key Practices of Thread Synchronization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-128.3.2 Key Practices of System Bus Optimization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-128.3.3 Key Practices of Memory Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7-12PAGEviii