Akcelerace DWT pomocí SIMD

Akcelerace DWT pomocí SIMD
David Bařina
Fakulta informačních technologií VUT v Brně
30. dubna 2013
David Bařina (FIT VUT v Brně) Akcelerace DWT pomocí SIMD 30. dubna 2013 1 / 18

Úvod
co: akcelerace / vektorizace / paralelizace
čeho: diskrétní vlnková transformace (DWT)
kde: PC (x86-64) a ASVP (EdkDSP)

Vlnka CDF 9/7
−3 −2 −1 0 1 2 3
−0.5
0
0.5
1
1.5
φ
−4 −2 0 2 4
−0.5
0
0.5
1
1.5
˜φ
−3 −2 −1 0 1 2 3 4
−0.4
−0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
ψ
−3 −2 −1 0 1 2 3 4
−0.5
0
0.5
1
˜ψ

DWT schématem lifting
di ← di − α(si + si+1)
si ← si + β(di−1 + di )
di ← di − γ(si + si+1)
si ← si + δ(di−1 + di )
di ← ζ−1
di
si ← ζsi

Dataﬂow DWT
α
β
γ
δ

Dataﬂow DWT: multi-loop (ML)
α
β
γ
δ

Dataﬂow DWT: double-loop (DL)
α
β
γ
δ

Dataﬂow DWT: shifted double-loop (SDL)
α
β
γ
δ

Srovnání 1D na PC (jen výpočet)
1.0n
10.0n
100.0n
1.0u
10.0 100.0 1.0k 10.0k 100.0k 1.0M 10.0M 100.0M
seconds/sample
samples
ML (0)
DL (4)
SDL (9)

Srovnání 1D na ASVP (jen výpočet)
100.0n
1.0u
10.0u
100.0u
10.0 100.0 1.0k 10.0k 100.0k 1.0M
seconds/sample
samples
ML/CPU (0)
ML/BCE (1)
DL (4)
SDL (5)

2D DWT

L1 data cache
4096 = 1024 × float
Intel Core2 Duo (L1d = 32kB, 8-way, 64 B)
[tag][cache set:6][offset:6]
4-way
[…000][xxxxxx][xxxxxx]

Srovnání 2D na PC (cache)
1.0n
10.0n
100.0n
1.0k 10.0k 100.0k 1.0M 10.0M 100.0M
seconds/pixel
pixels
non-optimal stride (0)
prime stride (1)
prime-set stride (2)

Srovnání 2D na PC (implementace)
1.0n
10.0n
100.0n
1.0k 10.0k 100.0k 1.0M 10.0M 100.0M
seconds/pixel
pixels
ML (0)
SDL (9)
DL4 (11)
ML4 (12)

Srovnání 2D na ASVP
100.0n
1.0u
10.0u
1.0k 10.0k 100.0k 1.0M
seconds/pixel
pixels
ML/CPU (0)
ML/BCEx1 (1)
ML/BCEx2 (1)
DL (4)
SDL (5)

Závěr
1D
3 řezy dataﬂow pro operace SIMD (ML, DL, SDL)
PC: nejrychlejší SDL s SSE (zrychlení 3,1×)
ASVP: nejrychlejší ML s BCE (zrychlení 3,1×)
2D
PC: vliv cache (zrychlení 3,6× při 9 Mpx)
PC: lepší SIMD se 4 řádky najednou
ASVP: ML s BCE (zrychlení 3,6× při 1 Mpx)

Akcelerace DWT pomocí SIMD

More Related Content

More from David Bařina (13)

Akcelerace DWT pomocí SIMD