Совместный Центр МГУ-Intel по высокопроизводительным вычислительным технологиям

Оптимизация приложений с использованием Intel® IPP

Stewart Taylor, апрель 2004

Intel® IPP - это программная библиотека для разработчиков
приложений, позволяющая увеличить производительность последних
процессоров Intel. Использование этих функций позволяет использовать и
специфичные возможности процессоров без написания специализированного
для конкретного процессора кода.

В книге описывается множество случаев применения этих функций в
конкретных случаях. Примеры написаны на С++.

К книге прилагается CD-ROM, на котором находятся все примеры,
приводимые в книге, и версия Intel IPP для ознакомления.

В книге описываются подходы к программированию для многоядерных архитектур
Intel и технологии гипертрединга.

В частности, в книге освещается:

• Элементы параллельного программирования и многонитевость
• Программирование с многонитевыми API
• OpenMP: переносимое решение
• Решение типичных проблем с параллельным программированием
• Отладка и тестирование многонитевых приложений
• Средства разработки ПО для многонитевых приложений

Эта книга - практическое пособие с готовыми к использованию
примерами кода, что позволяет читателю наиболее быстро освоить
необходимые подходы к написанию программ. Доступен и веб-сайт,
содержащий ссылки на соответствующий программный инструментарий,
примеры кода из текста книги и расширенную документацию по
многоядерным архитектурам Intel.

How to Write Multithreaded Software for Intel® IA-32 Processors

Программирование с технологией гипер-трединг: Как писать многопоточное ПО
для систем на базе процессоров Intel® IA-32

Andrew Binstock, Richard Gerber, апрель 2004

В книге описывается, как разработчики могут использовать гипертрединг
для максимизации отдачи процессора, эффективности и параллелелизма.
Это практическое пособие содержит готовые к исполнению примеры кода, что
позволяет читателю быстро освоить необходимые элементы для составления
программы.

К книге прилагается CD-ROM, на котором находятся примеры, приводимые
в книге, инструментарий для разработки и оптимизации многонитевых
приложений и расширенная документация по технологии гипертрединг.

В книге описываются способы переноса 32-разрядного кода на процессоры
Intel EM64T и способы увеличения производительности при обработке больших
объемов данных. Это практическое руководство содержит основные подходы к
оптимизации и наиболее известным методам разработки гибкого,
масштабируемого, 64-разрядного ПО для настольных компьютеров и традиционных
серверных платформ.

В частности, в книге освещается:

• Описание EM64T и связанных с ним изменений в программировании
• Привлечение ILP 64 для структур данных и их выравнивания
• Инструменты и подходы для успешного перехода на 64-разрядную основу
• Смешивание 32-разрядных и 64-разрядных приложений
• Написание кода, использующего преимущества новых инструкций
• Эффективное использование больших объемов памяти, избегая типичных ошибок
• Примеры на языке С

Книга представляет собой большую ценность для каждого разработчика,
чей код будет работать на процессорах архитектуры Intel EM64T.

Книга написана для профессионалов, которым требуется писать,
переносить или поддерживать надежные, точные и эффективные приложения
вычислительного типа для архитектуры Itanium®. Научные расчеты на
системах на базе Itanium® демонстрируют, как создавать ключевую
числовую инфраструктуру и сами приложения.

В книге описываются наиболее значимые моменты, влияющие на
надежность и устойчивость при разработке вычислительных ядер и
приложений, в целом. Посредством множества проверенных примеров авторы
показывают, как использовать все возможности 64-разрядной архитектуры.
Сочетание примеров с комментариями поможет как упростить сложные
вычислительные задачи, так и увеличить производительность самих
приложений.

В книге приводятся примеры решения задач, связанных с научными и
инженерными расчетами, такими как:

• Вычисление полиномов
• Комплексная арифметика
• Арифметика с четверной точностью
• Программная конвейеризация
• SIMD инструкции
• Арифметика интервалов
• Алгоритмы быстрого преобразования Фурье (FFT)
• Численные методы и основные подпрограммы линейной алгебры (BLAS)
• Векторная математическая библиотека (VML)
• Криптография

Книга содержит обновленные рекомендации для создания
высокопроизводительных приложений на платформах Intel. На простых
примерах четыре эксперта показывают, как разбираться с возможными
проблемами в алгоритмах, доступе к памяти, предсказании переходов,
автоматической векторизации, SIMD инструкциях, множественных нитях
и вычислениях с плавающей точкой.

Разработчики ПО могут узнать, как максимально использовать
возможности технологии Intel® EM64T, многоядерности,
технологии гипертрединга, OpenMP и мультимедийных расширений. Книга
служит путеводителем по огромной коллекции программного инструментария,
настроек компиляторов и методов оптимизации кода, указывая эффективные
пути увеличения производительности приложений на платформах Intel.

В частности, в книге освещается:

• Выбор наиболее подходящего алгоритма
• Автоматическая векторизация и советы по настройке компилятора
• Поддержка многонитевости компилятором
• Влияние разделяемого кэша второго и третьего уровня
• Методы оптимизации циклов и когда стоит использовать для этого компилятор
• Использование интринзиков для задействования технологии SIMD

Растущая популярность мультимедийных расширений освежила интерес к
векторизующим компиляторам. Данная книга дает детализированный обзор
оптимизаций компиляторов, преобразующих последовательный код в некоторый
новый формат, наиболее подходящий для использования возможностей
мультимедийных расширений.

Книга написана для разработчиков компиляторов и создателей научных,
инженерных или мультимедийных приложений, заинтересованных в освоении
новейших технологий и улучшении производительности ПО. Главный фокус
делается на языке С и мультимедийных расширениях для архитектур Intel,
в то время как большинство методов преобразования без особых сложностей
могут быть применены как в других языках программирования, так и для
других мультимедийных наборов инструкций.

Затрагиваются темы от традиционного анализа зависимостей по данным
и векторизации, ориентированной на циклы, до до более
мультимедийно-ориентированных методов оптимизации представления данных
и векторизации кода "одной строки". Все представленные методы
оптимизации доступны в компиляторах Intel C++/Fortran, поддерживающих
автоматическую векторизацию для технологий MMX и расширения SSE. Книга
также показывает способы, как использовать компиляторы для использования
возможностей мультимедийных расширений с минимальными инженерными усилиями.

Возможность правильного определения узких мест для производительности
является настоящим вызовом в современных программных средах. Анализатор
производительности Intel® VTune™ помогает их обнаружить и от
них избавиться путем сбора, анализа и отображения данных о
производительности от уровня системы до уровня исходного кода.

Книга написана для разработчиков приложений, архитекторов ПО,
тестировщиков и системных интеграторов и подсказывает, на что смотреть
при разработке приложения и как понимать увиденное.

В книгу включено большое количество примеров и пошаговых действий,
иллюстрирующих, как себя ведет VTune™ в действии. В книге освещается:

• Выявление особых точек и автоматический анализ
• Основы настройки ПО для разных языков, таких как: C++, Fortran, Java,
  Microsoft Visual Basic и Microsoft C#
• Автоматизация анализирующих заданий
• Методы удаленного анализа серверов, PDA и сотовых телефонов
• Как анализировать многонитевые программы

Специальный сопутствующий сервер этой книги содержит все примеры кода
и бонусный материал плюс пробные версии программных продуктов Intel®
для разработки приложений, включая анализатор VTune™.