How to Load and Store data for the new AVX-VNNI and Arm Neon MMLA instructions efficiently?

What is the appropriate way to load data for the recent AVX-VNNI and Arm Neon MMLA instructions?

For example, the description of SMMLA is:

Signed 8-bit integer matrix multiply-accumulate. This instruction multiplies the 2×8 matrix of signed 8-bit integer values in the first source vector by the 8×2 matrix of signed 8-bit integer values in the second source vector. The resulting 2×2 32-bit integer matrix […]

Similarly, the description for _mm256_dpbusd_epi32 is:

Multiply groups of 4 adjacent pairs of unsigned 8-bit integers in a with corresponding signed 8-bit integers in b, producing 4 intermediate signed 16-bit results. Sum these 4 results with the corresponding 32-bit integer in src, and store the packed 32-bit results in dst.

It seems that they all require inputs of the form 2[4]x8 and 8x[4]2. and produce outputs of the form 2[4]x[4]2. How can I efficiently load and store data for these functions?

I see three broad possibilities to use these instructions, none appealing:

  • [Split and Combine] I load two consecutive 128-bit vectors and then split them. Similarly, for AVX, I would load 4 128 or 256 vectors and then split them. Storing is equally “complicated” since I need to extract the relevant parts of the 2[4]x[4]2 matrix before storing it. My code is cluttered with splitting/merging instructions.
  • [Smaller Vectors] Alternatively, I could load smaller portions, but that seems inefficient too.
  • [Reorder Input Data] Of course, I could reorder the input data so that the vectorized loads already span multiple rows or columns. Should that be the intended use?

An example code for the inner loop (reduction over K) of a small 4xK input matrix A (row-major) and a Kx4 matrix B (column-major) is as follows:

for (size_t k = 0; k < 64; k += 8) {
    uint8x8_t low = vld1_u8(row0);
    uint8x8_t high = vld1_u8(row1);
    uint8x16_t row01x01234567 = vcombine_u8(low, high);
    row0 += 8;
    row1 += 8;
    low = vld1_u8(row2);
    high = vld1_u8(row3);
    uint8x16_t row23x01234567 = vcombine_u8(low, high);
    row2 += 8;
    row3 += 8;
    low = vld1_u8(col0);
    high = vld1_u8(col1);
    uint8x16_t col01x01234567 = vcombine_u8(low, high);
    col0 += 8;
    col1 += 8;
    low = vld1_u8(col2);
    high = vld1_u8(col3);
    uint8x16_t col23x01234567 = vcombine_u8(low, high);
    col2 += 8;
    col3 += 8;
    out01x01 = vmmlaq_u32(out01x01, row01x01234567, col01x01234567);
    out01x23 = vmmlaq_u32(out01x23, row01x01234567, col23x01234567);

    out23x01 = vmmlaq_u32(out23x01, row23x01234567, col01x01234567);
    out23x23 = vmmlaq_u32(out23x23, row23x01234567, col23x01234567);
}


The result is correct, but seems terribly inefficient. The code above is just an example. I actually would use larger tile sizes to maximize register usage.

2

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật