はじめに
YMMレジスタに対して，256ビットの論理演算（and, or, xor, andnot）を行います．
整数だけでなく，浮動小数点のfloat/doubleに対しても論理演算が用意されています．
not演算は用意されておらず，否定が必要な場合には，andnot演算が代わりにあります．
一見，見間違えますが，andnotはnandのことではありません．
以下に，対応するC言語（C++）のコードを示します．
| ope | c-code |
|---|---|
| and | a&b |
| or | a｜b |
| xor | a^b |
| andnot | (~a)&b |
| -------- | -------- |
| not | ~a |
| nand | ~(a&b) |
また，not演算は，比較演算とxorを使って作ることもできます．
しかしながら，比較の条件を入れ替えるなどをすれば，notがそもそも必要なくなる場合も多く，この4つの論理演算だけで計算が閉じるようにコードを最適化することも重要です．
なお，AVX512からvpternlogd命令で任意の論理演算が可能です．
_mm256_and|or|xor|andnot_ps|pd (AVX/AVX2)
__m256i _mm256_and_ps (__m256 a, __m256 b)
asm: vandps ymm, ymm, ymm //and
__m256i _mm256_and_pd (__m256d a, __m256d b)
asm: vandpd ymm, ymm, ymm //and
__m256 _mm256_or_ps (__m256 a, __m256 b)
asm: vorps ymm, ymm, ymm //or
__m256 _mm256_or_pd (__m256d a, __m256d b)
asm: vorpd ymm, ymm, ymm //or
__m256 _mm256_xor_ps (__m256 a, __m256 b)
asm: vxorps ymm, ymm, ymm //xor
__m256 _mm256_xor_pd (__m256d a, __m256d b)
asm: vxorpd ymm, ymm, ymm //xor
__m256i _mm256_andnot_ps (__m256 a, __m256 b)
asm: vandnps ymm, ymm, ymm //andnot
__m256i _mm256_andnot_pd (__m256d a, __m256d b)
asm: vandnpd ymm, ymm, ymm //andnot
動作
作成中
CPI, Uops
| Architecture | Latency | Throughput | Uops |
|---|---|---|---|
| Alderlake | 1 | 0.33 | - |
| Icelake | 1 | 0.33 | 1 |
| Skylake | 1 | 0.33 | 1 |
| Broadwell | 1 | 1 | 1 |
| Haswell | 1 | 1 | 1 |
| Ivy Bridge | 1 | 1 | 1 |
| Sandy Bridge | 1 | 1 | 1 |
| Zen3 | 1 | 0.25 | 1 |
| Zen2 | 1 | 0.25 | 1 |
| Zen | 1 | 0.5 | 2 |
説明
浮動小数点に対する256ビット演算を行います．
_mm256_and|or|xor|andnot_si256 (AVX2)
__m256i _mm256_and_si256 (__m256i a, __m256i b)
asm: vpand ymm, ymm, ymm //and
__m256i _mm256_or_si256 (__m256i a, __m256i b)
asm: vpor ymm, ymm, ymm //or
__m256i _mm256_xor_si256 (__m256i a, __m256i b)
asm: vpxor ymm, ymm, ymm //xor
__m256i _mm256_andnot_si256 (__m256i a, __m256i b)
asm: vpandn ymm, ymm, ymm //andnot
動作
作成中
CPI, Uops
| Architecture | Latency | Throughput | Uops |
|---|---|---|---|
| Alderlake | 1 | 0.33 | - |
| Icelake | 1 | 0.33 | 1 |
| Skylake | 1 | 0.33 | 1 |
| Broadwell | 1 | 0.33 | 1 |
| Haswell | 1 | 0.33 | 1 |
| Zen3 | 1 | 0.25 | 1 |
| Zen2 | 1 | 0.25 | 1 |
| Zen | 1 | 0.5 | 2 |
- Haswell, Broadwellは浮動小数点のビット演算よりもスループットが高いです．
説明
整数に対するビット演算を行います．
どのサイズに対する命令であっても1ビット単位の処理であるため型によらず共通です．