Goの並行性と並列性の活用
- Goの並行性と並列性を活用して、数値計算能力を向上させることを目指すプロジェクトの紹介。
- SIMD(Same Instruction Multiple Data) 命令を使用して、ハードウェアレベルで並列計算を実行できる。
- GoのコンパイラはSIMDを活用せず、適切な汎用SIMDパッケージも見つからなかったため、自分でパッケージを開発することにした。
Plan9アセンブリ言語
- GoはPlan9という独自のアセンブリ言語を使用しており、特定プラットフォームの命令やレジスタを少し修正して利用する。
- x86 Plan9とARM Plan9は互いに異なる。
- Plan9の簡単な例を通じて基本的な使い方を説明する。
Plan9の例
AddInts_amd64.s ファイルと main.go ファイルを通じて、Plan9における基本的な関数宣言と使い方を説明する。- Goの呼び出し規約に従って、関数の引数と戻り値をスタックに保存する方法を説明する。
パッケージ設計計画
- 算術およびビット演算のSIMD処理に対する薄い抽象化レイヤーを提供するパッケージを設計する。
- アーキテクチャごとのPlan9実装を含む内部パッケージを作成し、初期化関数を通じてこれを設定する。
SIMDの例
- x86 SIMD Plan9関数の例を通じて、SIMDの使い方を説明する。
Supported_amd64.s と AddFloat32_amd64.s ファイルを通じて、SSE対応の有無を確認し、float32 の加算演算を実行する方法を説明する。
性能と今後
- Goのソフトウェア実装とPlan9 SIMD実装の性能差を示すチャートから、およそ200〜450%の高速化を確認した。
- このメモが、Plan9とSIMDを使ったプロジェクトの着想につながることを願っている。
# GN⁺のまとめ
- この記事は、Goの並行性と並列性を活用して性能を最大化する方法を紹介している。
- Plan9アセンブリ言語とSIMD命令を用いて、ハードウェアレベルで並列計算を実行する方法を説明している。
- この記事はGo開発者に対してPlan9とSIMDの活用可能性を示し、性能向上のための新しいアプローチを探るうえで有用となりうる。
- 類似した機能を持つプロジェクトとして、RustのSIMD対応ライブラリやC++のSIMD関連ライブラリを勧めている。
1件のコメント
Hacker Newsのコメント
NOSPLITの説明: Goアセンブリにおいて、フレームサイズと引数サイズを表す独特な構文-で区切られており、これは数学的な減算ではないgo vetツールが引数サイズが正しいかを確認するLLM（大規模言語モデル）の解釈についての意見: コード解釈に誤解がある可能性がある
Goの内部アセンブリ言語
Plan9への言及: Goは独自のアセンブリ言語を使用しているintは64ビットであり、int32を使うと引数リスト内でワード境界に整列されるNOSPLITはtextflag.hに定義されており、ランタイムでのみ有効Goアセンブリ設計に関する Rob Pike の説明: 共通のアセンブリ言語を作ることで、新しい構文を学ばなくてもマシンと対話できるようにしている
SIMD 演算向けの関数利用についての意見: スライスに対して SIMD 演算を行える関数が必要
forループの代わりに SIMD を使って並列処理できるGoコンパイラの設計哲学: 複雑なコンパイラよりも、単純で高速なコンパイラを志向している
SIMD 演算への GPU 利用についての意見: GPU は並列処理と行列演算に優れているため、SIMD 演算により適している可能性がある