sse - SSE向量化与内存对齐的关系

Question

为什么我们需要 SSE/AVX 的对齐内存？

我经常得到的答案之一是对齐的内存加载比未对齐的内存加载快得多。那么，为什么这种对齐的内存加载比未对齐的内存加载快得多？

Answer 1

这不仅特定于 SSE(甚至 x86)。在大多数架构上，加载和存储需要自然对齐，否则它们要么 (a) 生成异常，要么 (b) 需要两个或更多周期加上一些修复，以便透明地处理未对齐的加载/存储。在 x86 上，(b) 对于 < 16 字节的数据类型是正确的，但对于 SSE 数据类型，(a) 是正确的，除非您明确使用可以处理未对齐数据的加载/存储指令的未对齐版本。

您可能想知道:为什么不使用这些 SSE 加载/存储指令的未对齐版本而不管对齐如何？答案是这些指令通常比它们对齐的对应指令慢得多，因为它们通常按照上述 (b) 的方式运行，这使得它们通常慢 2 倍或更多，除了最近的英特尔 CPU(例如 Core i7)，惩罚要小得多，但并非无足轻重。