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SIMD是否必须在多核CPU上实现？在阅读有关SIMD的Wikipedia时，我发现以下短语“多个处理元素”，那么该短语与“多核CPU”有什么区别？

维基百科的危害（计算机体系结构）文章：

写后写（WAW）（i2试图在写操作数之前写操作数i1）在并发执行环境中可能发生写后写（WAW）数据危险。

示例例如：

i1. R2 <- R4 + R7   
i2. R2 <- R1 + R3   

Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

的写回（WB）i2必须延迟到i1完成执行为止。

我还不明白

如果i2执行之前有i1什么问题？

我的教科书（计算机系统：程序员的观点）指出，当一系列操作必须严格按顺序执行时，就会遇到延迟界限，而吞吐量界限则表征​​处理器功能单元的原始计算能力。

课本5.5、5.6题介绍了这两种可能的多项式计算循环结构

double result = a[0];
double xpwr = x;
for (int i = 1; i <= degree; i++) {
    result += a[i] * xpwr;
    xpwr = x * xpwr;
}

和

double result = a[degree];
double xpwr = x;
for (int i = degree - 1; i >= 0; i--) {
    result = a[i] + x * result;
}

假设循环在具有以下执行单元的微体系结构上执行：

• 一个浮点加法器。它的延迟为 3 个周期，并且是完全流水线化的。
• 两个浮点乘法器。每个的延迟是 5 个周期，并且都是完全流水线化的。
• 四个整数 ALU，每个都有一个周期的延迟。

为这个问题给出的浮点乘法和加法的延迟界限分别是 5.0 和 3.0。根据答案键，第一个循环的总循环延迟是每个元素 5.0 个周期，第二个是每个元素 8.0 个周期。我不明白为什么第一个循环不是 8.0。

似乎 a[i] …

CPU 仍在“改进”，但在过去 10 年里它们的频率并没有提高很多。

我可以理解晶体管数量随着晶体管越来越小而增加，但我不明白如果频率降低，非并行程序（我认为大多数程序都是非并行的？）如何在新 CPU 上执行得更快不增加。

我可以理解为什么 GPU 使用更多晶体管可以更快，因为它们是并行处理器（这个术语正确吗？）并且它们只执行并行代码。

但大多数软件都是非并行的，所以对我来说，新的 CPU 似乎不会比以前的 CPU 快很多，除非大多数程序可以并行化，但事实并非如此（我不确定，但是可以并行化的典型算法是什么？不并行吗？）。

更大的 L1/L2/L3 缓存大小是否可以让新 CPU 更快？或者还有其他东西，例如新指令或分支东西？

我缺少什么？

我正在尝试编写一个与numpy.sum双精度数组一样快的 C 程序，但似乎失败了。

以下是我衡量 numpy 性能的方法：

import numpy as np
import time

SIZE=4000000
REPS=5

xs = np.random.rand(SIZE)
print(xs.dtype)

for _ in range(REPS):
    start = time.perf_counter()
    r = np.sum(xs)
    end = time.perf_counter()
    print(f"{SIZE / (end-start) / 10**6:.2f} MFLOPS ({r:.2f})")

输出是：

float64
2941.61 MFLOPS (2000279.78)
3083.56 MFLOPS (2000279.78)
3406.18 MFLOPS (2000279.78)
3712.33 MFLOPS (2000279.78)
3661.15 MFLOPS (2000279.78)

现在尝试在 C 中做类似的事情：

float64
2941.61 MFLOPS (2000279.78)
3083.56 MFLOPS (2000279.78)
3406.18 MFLOPS (2000279.78)
3712.33 MFLOPS (2000279.78)
3661.15 MFLOPS (2000279.78)

编译并gcc -o main …

我们在x86-64处理器中有16个通用寄存器:RAX,RCX,RDX,RBX,RSP,RBP,RSI,RDI,R9-15.x86-64处理器为我们提供了其他类型的寄存器.我的问题是:

1. 我需要使用32个寄存器作为通用寄存器.可能吗.怎么样？
2. 我听说x86-64处理器有更多通用寄存器,但它们没有命名.只有16个命名寄存器.那么,这是真的吗？是否可以使用它们？