Relazione tra vettorizzazione SSE e allineamento memoria

Question

Perché abbiamo bisogno di memoria allineata per SSE/AVX?

Una delle risposte che ottengo spesso è il carico di memoria allineato è molto più veloce del carico di memoria non allineato. Quindi, perché questo carico di memoria allineato è molto più veloce di un carico di memoria non allineato?

Answer 1

Questo non è solo specifico per SSE (o anche x86). Sulla maggior parte delle architetture, i carichi e i negozi devono essere allineati in modo naturale altrimenti (a) generano un'eccezione o (b) necessitano di due o più cicli più un po 'di correzione per gestire il carico disallineato/il negozio in modo trasparente. Su x86 (b) è vero per i tipi di dati < 16 byte ma (a) è vero per i tipi di dati SSE a meno che non si utilizzino esplicitamente versioni disallineate delle istruzioni di carico/archivio che possono gestire dati non allineati.

Ci si potrebbe chiedere: perché non utilizzare solo le versioni disallineate di queste istruzioni di caricamento/immagazzinamento SSE indipendentemente dall'allineamento? La risposta è che queste istruzioni sono in genere molto più lente delle loro controparti allineate poiché generalmente si comportano come per (b) sopra, il che le rende in genere 2x o più lente, a parte le recenti CPU Intel come Core i7, dove la penalità è molto più piccola , ma non insignificante.