编译器自动向量化与SIMD优化实战 · 课程目录

SIMD技术概览 MMX/SSE/AVX

单指令多数据 · 发展历程与硬件基础

编译器自动向量化原理

依赖分析 · 向量化可行性判断

GCC自动向量化实战

-O2/-O3 · -ftree-vectorize · 报告解读

LLVM/Clang自动向量化

-Rpass=loop-vectorize 诊断信息

Intel编译器自动向量化

ICC/ICX · #pragma simd / ivdep

向量化友好的代码风格

循环结构 · 数据对齐 · 连续内存

循环展开与向量化

手动展开 vs 自动展开 · 展开因子

归约操作的向量化

加法/乘法/最大最小值归约

条件语句的向量化

掩码操作 · 谓词执行 · 分支优化

指针别名分析

restrict · __restrict__ · 别名问题

数据依赖与向量化

循环携带依赖 · 反依赖 · 输出依赖

结构体数组 vs 数组结构体

AoS · SoA · 内存布局影响

SIMD内在函数入门

SSE/AVX · _mm_add_ps 等操作

AVX2与AVX-512编程

256/512位寄存器 · 掩码 · 冲突检测

ARM NEON内在函数

vaddq_f32 · ARM平台SIMD编程

SVE可扩展向量编程

向量长度无关 · whilelo · predicate

跨平台SIMD编程

xsimd · highway · 一次编写多平台

自动向量化性能分析

perf · vtune · 向量化代码分析

内存带宽优化

非临时存储 · 流式加载 · 预取

矩阵乘法的向量化

分块策略 · SIMD 高效实现

图像处理中的SIMD

像素操作 · 颜色空间转换

音频信号处理的向量化

FIR滤波器 · FFT 加速

排序算法的向量化

快速排序 · 归并排序 SIMD 加速

哈希与加密算法向量化

AES-NI · SHA扩展

向量化失败案例分析

常见失败原因 · 解决方案

OpenMP SIMD指令

#pragma omp simd · 自动向量化配合

C++17并行算法与SIMD

std::execution::par_unseq

GPU与CPU SIMD对比

CUDA/SYCL · 向量化异同

未来向量化技术

RISC-V V扩展 · 可重构 · AI驱动

综合实战：串行到高度向量化

完整优化案例 · 代码蜕变