finish hw04

[luozhiya]

小彭老师，又好久不见哈，前段时间非常非常忙，现在才有空做作业，请见谅哈

[luozhiya]

第04讲笔记

效果

优化前

Initial energy: -13.414000
Final energy: -13.356842
Time elapsed: 1304 ms

优化后

Initial energy: -13.414000
Final energy: -13.403915
Time elapsed: 81 ms

优化

SOA

把AOS改成SOA，虽然没有了面向对象的属性，但更方便数据成块读取

对齐

数据对齐成 64 bytes cache line width，有利于CPU 缓存，减少内存访问次数。

AVX256

手写AVX指令，可以一次批量处理8个float数据

• _mm256_fmadd_ps 这个比自己写加乘要快
• sqrt使用avx的_mm256_sqrt_ps

循环优化

把在循环中常量放到循环外层，或者减少部分计算次数

• Gdt和mass的相乘是常量
• AVX __m256 转 float的reduce_sum单独一个循环可以减少次数
• 使用AVX，则循环步进可以一次+8

空间换时间

把计算中间结果存为全局变量，有利于减少计算次数

cmake配置

针对MSVC和G++有单独的配置，这个案例只测试Release所以只把编译选项加入Release。

if (CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX)
    target_compile_options(main PRIVATE $<$<CONFIG:Release>:-march=native -funroll-loops -O3>)
endif()
if (MSVC)
    target_compile_options(main PRIVATE $<$<CONFIG:Release>:/arch:AVX2 /fp:fast>)
endif()