c++ - 以最高性能将 double vector 截断为单精度

Question

我正在试验流体动力学代码，在某些操作中降低 float 的精度，以测试是否真的需要 double 。

为此，我编写了一个截断函数，可将 double vector 的精度降低为单精度，而无需转换数据。这使我能够评估某些函数的准确性，而无需将代码转换为单精度。由于这些评估在计算上很昂贵，我的目标是拥有一个具有尽可能高性能的截断函数。我尝试了以下方法，是否有任何方法可以提高 truncate 函数的性能？

#include <vector>
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <chrono>
#include <random>

void truncate(std::vector<double>& v)
{
    for (double& d : v)
    {
        float d_float = static_cast<float>(d);
        d = static_cast<double>(d_float);
    }
}

int main()
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 mt(rd());
    std::uniform_real_distribution<double> dist(0., 1.);

    const int n = 512*512*512;
    std::vector<double>v(n);

    for (double& d : v)
        d = dist(mt);

    std::cout << "Before: " << std::setprecision(15) << v[0] << std::endl;
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    truncate(v);
    auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(std::chrono::high_resolution_clock::now() - start);
    std::cout << "After:  " << std::setprecision(15) << v[0] << std::endl;
    std::cout << "Duration in microseconds: " << duration.count() << std::endl;
    return 0;
};

Answer 1

为了截断函数的绝对性能，您可能需要手动执行操作；假设您可以访问 OpenMP 和 SSE 内在函数，请查看 _mm_cvtpd_ps(将 2 个 double 转换为两个 float )和 _mm_cvtps_pd(转换回 double )。

类似于:

double * vec; // aligned properly
#pragma omp parallel for schedule(static, 512)
for (int i = 0; i < size; i += 2)
{
    _mm_store_pd(vec + i, _mm_cvtps_pd(_mm_cvtpd_ps(_mm_load_pd(vec + i))));
}

这是我会尝试的事情；您可以尝试使用 OpenMP 选项、内在函数的确切形状(如果可用，可以使用 AVX)等。

编辑:AVX变体就是_mm256_cvtpd_ps等等，如果你能实现这个建议，你也可以实现AVX版本。