C++ SIMD与面向对象编程

我已经读了一段时间关于SIMD的书，我正在经历失眠症游戏的结束

我喜欢这个想法，我当然愿意让我的代码更高效地运行，但我只是不清楚如何从更高级别的代码设计开始使用SIMD

例如，假设我正在使用一种语言，它的低级足以让我知道数组或类的内存布局是什么，例如C++。 如果我现在有一个类，比如User，属性为User\u id或User\u name，作为一个对我所在领域建模的人，我知道我将能够将用户放入hashmaps中，或者放入数组、向量或集合中，所有这些都取决于给定用户需要的特定用例

也就是说，我有一个可重用的用户对象，这些对象所处的数据结构与用户类自身的内部结构无关

现在，所有的SIMD指南都说，而且我理解为什么，我应该使用数组的结构，而不是结构的数组

就SIMD指令而言，这是有道理的，但我无法找到一种方法来调和这一事实，即我不是从一个结构数组开始的，我可以很容易地将它转换为一个数组结构。相反，我从用户开始。有时用户（从对用户对象的引用的意义上讲）将位于数组中，有时位于哈希映射中，有时位于其他容器中

但这并不是在线指南提到的场景——他们都说要将AOS转变为SOA，我明白为什么，只是这不是我的出发点

我觉得有一个差距，我无法跨越，因为我找不到更复杂的例子。例如，也许我应该将与用户相关的数据保存在两个地方，一个是用于一般即席访问的用户对象，另一个是用于SIMD指令的SOA

• 更一般地说，一个模型如何将更多面向对象的设计融入SIMD

• 或者，在设计整个应用程序时考虑SIMD的人是否根本不遵守此类OO关注点，而是选择更面向数据的设计

• 或者，SIMD仅限于代码库中的选定模块，需要时，OOP和SIMD之间的转换在运行时进行（即，实际数据保存在用户对象和SOA中，并且有手动代码保持同步）

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如果有SIMD经验的人能够从更高的角度对其进行更多的了解，我将不胜感激。谢谢。

一个“用户”可能不会很好地使用SIMD。SIMD很棒，但它的应用仅限于对多个数据段重复相同的基本指令，这些数据段通常已经存储在一个数组中。用于数学运算；因此，我看不出用户将如何使用SIMD。通常，您只会在程序的热循环中使用显式SIMD（编译器将尝试自动向量化）。首先需要找到这个循环，然后看看是否可以应用SIMD。没有理由的显式SIMD可能是浪费时间。对于希望能够有效使用SIMD的数据，是的，您需要考虑如何存储该数据。（以及哪些操作可能对性能至关重要，以及它们需要哪些数据）。这将通知您何时为SIMD brute force优化数据布局的决定。（和非连续访问数据的顺序比AOS更接近缓存行），你仍然可以通过索引访问特定对象（并在数据结构中存储索引），而不是以C++作为对象的格式，它们可以让用户看到视图，它仅用于访问用户属性并表示用户。用户类将不拥有任何数据，实际上是用户容器中的引用。该容器可以在内部以SIMD友好的方式存储用户数据，并对用户执行矢量化操作。通过这种方式，您可以通过用户将OO风格的接口与其余代码保持一致，避免数据重复，并使用SIMD实现大规模操作。