ios - SceneKit 中的 "simd"前缀是什么意思？

Question

有一个名为 SCNNode(SIMD) 的 SCNNode 类别，它声明了一些属性，如 simdPosition、simdRotation等等。这些似乎是原始/正常属性 position 和 rotation 的重复属性。

@property(nonatomic) simd_float3 simdPosition API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));
@property(nonatomic) simd_float4 simdRotation API_AVAILABLE(macos(10.13), ios(11.0), tvos(11.0), watchos(4.0));

position 和 simdPosition 有什么区别？前缀“simd”到底是什么意思？

Answer 1

SIMD:单指令多数据

SIMD 指令允许您同时对多个值执行相同的操作。

我们来看一个例子

串行方法(无 SIMD)

我们有这 4 个 Int32 值

let x0: Int32 = 10
let y0: Int32 = 20

let x1: Int32 = 30
let y1: Int32 = 40

现在我们要对 2 个 x 和 2 个 y 值求和，所以我们写

let sumX = x0 + x1 // 40
let sumY = y0 + y1 // 60

为了执行前面的 2 个和，CPU 需要

1. load x0 and x1 in memory and add them
2. load y0 and y1 in memory and add them

所以结果是2次操作得到的。

我创建了一些图形来更好地向您展示这个想法

Step 1

Step 2

SIMD

现在让我们看看 SIMD 是如何工作的。首先，我们需要以正确的 SIMD 格式存储输入值，这样

let x = simd_int2(10, 20)
let y = simd_int2(30, 40)

可以看到前面的x和y都是向量。事实上，x 和 y 都包含 2 个组件。

现在我们可以写了

let sum = x + y

让我们看看CPU为了执行前面的操作做了什么

1. load x and y in memory and add them

就是这样!

x 的两个组件和 y 的两个组件同时处理。

并行编程

我们不是在谈论并发编程，而是真正的并行编程。

正如您可以想象的那样，在某些操作中，SIMD 方法比串行方法快得多。

场景套件

现在让我们看一个 SceneKit 中的例子

我们要将 10 添加到所有直接后代的 x、y 和 z 组件中场景节点。

使用经典的串行方法我们可以写

for node in scene.rootNode.childNodes {
    node.position.x += 10
    node.position.y += 10
    node.position.z += 10
}

Here a total of childNodes.count * 3 operations is executed.

现在让我们看看如何在 SIMD 指令中转换之前的代码

let delta = simd_float3(10)
for node in scene.rootNode.childNodes {
    node.simdPosition += delta
}

此代码比上一个代码快得多。我不确定是快了 2 倍还是 3 倍，但相信我，它好多了。

总结

如果您需要对不同的值执行多次相同的操作，只需使用 SIMD 属性 :)