C# 使用SIMD系列方法加速批量运算

本文介绍了如何利用C#的Vector类结合SIMD指令集进行批量运算优化，如累乘和累加。通过泛型方法实现了不同数据类型的批量运算，并对比了普通方法和SIMD方法的性能，展示SIMD在提升计算效率上的优势。同时，文章探讨了使用Avx2类的直接运算方式，但考虑到兼容性和通用性，建议使用Vector方法。最后，提到了SIMD在矩阵运算中的应用，并提供了代码下载链接。

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我们现在想做一些简单的批量运算，比如累乘得积，累加求和

public class NormalCalc
{
    public static double Multiply(double[] nums)
    {
        double result = 1.0d;

        for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
        {
            result *= nums[i];
        }
        return result;
    }

    public static double AddTotal(double[] nums)
    {
        double result = 0.0d;

        for (int i = 0; i < nums.Length; i++)
        {
            result += nums[i];
        }
        return result;
    }
}

这种批量运算不正是指令集的优势么，那就试试吧

C#中可以使用Vector类来做宽位运算，我这里有avx2指令集，也就是256位，double是64位的，那就有4个，如果做int运算自然就有8个

在这里就是4个4个放到一个Vector里一起做乘法运算，最后把4拷贝到数组中互乘，再把多余的乘完就好了，乘法嘛，用1作为种子

 public unsafe static double Multiply(double[] nums)
    {
        int vectorSize = Vector<double>.Count;
        var accVector = Vector<double>.One;
        int i;
        var array = nums;
        double result = 1.0d;
        fixed (double* p = array)
        {
            for (i = 0; i <= array.Length - vectorSize; i += vectorSize)
            {
                //var v = new Vector<double>(array, i);
                var v = Unsafe.Read<Vector<double>>(p + i);
                accVector = Vector.Multiply(accVector, v);
            }
        }
        var tempArray = new double[Vector<double>.Count];
        accVector.CopyTo(tempArray);
        for (int j = 0; j < tempArray.Length; j++)
        {
            result = result * tempArray[j]