ПІДВИЩЕННЯ ШВИДКОСТІ ОПЕРАЦІЇ МНОЖЕННЯ ПЕРЕСТАНОВОК ЗА РАХУНОК ВИКОРИСТАННЯ SIMD ІНСТРУКЦІЙ
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.3.2021.245347Ключові слова:
процесор, алгоритм, вектор, регістр, SSSE3, AVX2Анотація
У роботі розроблено та досліджено алгоритми виконання множення перестановок за допомогою використання SIMD інструкцій сучасних процесорів. Виконано аналіз SIMD інструкцій, що можуть бути використані для виконання операцій над перестановками. Розроблені алгоритми базуються на використанні розширених інструкцій процесорів, що дають змогу виконувати операції над даними, представленими у векторному форматі. Практично визначено та досліджено переваги використання SIMD інструкцій для підвищення швидкості виконання операцій над перестановками. Проведено аналіз та порівняння швидкості виконання операцій над перестановками з та без використання SIMD інструкцій. Розроблені алгоритми можуть бути використані при реалізації методів, що базуються на великій кількості операцій множення перестановок, що дасть можливість значно підвищити швидкість їх виконання.
Посилання
W. Mula, and D. Lemire, "Faster Base64 encoding and decoding using AVX2 instruc-tions", ACM Transactions on the Web (TWEB), vol. 12, no. 3, pp. 1-26, 2018.
A. Faz-Hernández, and J. López, "Fast im-plementation of Curve25519 using AVX2", in International Conference on Cryptology and Information Security in Latin America, 2015, pp. 329-345.
A. Lemmetti, A. Koivula, M. Viitanen, J. Vanne, and T. D. Hämäläinen, "AVX2-optimized Kvazaar HEVC intra encoder", in 2016 IEEE International Conference on Im-age Processing (ICIP), 2016, pp. 549-553.
W. Mula, N. Kurz, and D. Lemire, "Faster population counts using AVX2 instruc-tions", The Computer Journal, vol. 61, no. 1, pp. 111-120, 2018.
M. J. Flynn, "Very high-speed computing systems", Proceedings of the IEEE, vol. 54, no. 12, pp. 1901-1909, 1966.
M. J. Flynn, "Some computer organizations and their effectiveness", IEEE Trans. Com-put., vol. 21, no. 9, pp. 948-960, 1972.
"Intel® Intrinsics Guide". [Online]. Availa-ble at: https://www.intel.com/content/ www/us/en/docs/intrinsics-guide/index.html.
"GeForce RTX 3090 Graphics Card | NVID-IA". [Online]. Available at: https://www.nvidia.com/en-eu/geforce/ graphics-cards/30-series/rtx-3090/.
A. Shcherba, E. Faure, and O. Lavdanska, "Three-pass cryptographic protocol based on permutations", in 2020 IEEE 2nd Interna-tional Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), 2020, pp. 281-284.
E. V. Faure, O. O. Kharin, and A. O. Lav-danskyi, "Evaluation of properties of signal-code structures synthesized on the basis of lattice theory for inseparable factorial codes", Visnyk Cherkaskogo derzhavnogo tehnologichnogo universitetu, no. 3, pp. 40-47, 2020 [in Ukrainian].
E. V. Faure, V. V. Shvydkyi, A. I. Shcherba, O. O. Kharin, and B. A. Stupka, "Method of cyclic synchronization based on permuta-tions", Visnyk Cherkaskogo derzhavnogo tehnologichnogo universitetu, no. 4, pp. 67-76, 2020 [in Ukrainian].
E. V. Faure, V. V. Shvydkyi, A. O. Lavdan-skyi, and O. O. Kharin, "Methods of factori-al coding of speech signals", Radio Elec-tronics, Computer Science, Control, no. 4, pp. 186-198, Nov. 2019.
E. Faure, A. Shcherba, Y. Vasiliu, and A. Fesenko, "Cryptographic key exchange method for data factorial coding", vol. 2654, p. 643, Aug. 2020.
"Programming using AVX2. Permutations". [Online]. Available at: https://software.intel.com/content/www/us/ en/develop/blogs/programming-using-avx2-permutations.html.
"google/benchmark: A microbenchmark support library". [Online]. Available at: https://github.com/google/benchmark.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Артем Олександрович Лавданський, Еміль Віталійович Фауре, Валентина Олександрівна Щерба
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
