«MK-61s»: SIMD

Было время, когда меня захватила идея реализовать поддержку «Юникода» на «Флиппере Зеро». Я много тогда над этим работал и одна из вещей, которую я тогда делал — пытался ускорить измерение длины строки в кодировке «ЮТФ-8». Не то чтобы это было реальной проблемой, но мне хотелось этим заняться, вот я и занимался.

Тогда я познакомился с расширением DSP SIMD, которое помогает на армовских процессорах параллельно обрабатывать несколько значений одновременно. Вчера мне этот опыт пригодился.

Сейчас я занят ускорением работы встроенных в ретроконсоль «МК-61s» языков программирования — Бейсика и Фокала и вспомнил об этих инструкциях, так как процессор «MK-61s» их тоже поддерживает.

Чтобы измерять оптимизации я, как это у меня водится, портировал по эту задачу на ретроконсоль очередную игру. На этот раз шахматы Алана Тьюринга и Дэвида Чемперноуна (есть восстановленный алгоритм по мотивам их идей 1948 года). Нейросеть их перевела на Бейсик и это очень хороший тест, так как там очень много вычислений — первая версия делала ход за 162 секунды.

Шахматы Алана Тьюринга на виртуальном экран ретроконсоли «MK-61s»

Я занялся ускорением, так как по предложению одного из членов нашей команды, Алексея Сугоняева, перевёл интерпретаторы Бейсика и Фокала в трансляторы, формирующие специально разработанный байт-код, который затем и выполняется. Оказалось, что я неправильно понял его идею, но дело уже сделано, и этот подход принёс неожиданные преимущества.

Во-первых, ускоряя виртуальную машину, мы ускоряем сразу оба языка, во-вторых, их можно мешать между собой, так как они оба транслируются в один и тот же промежуточный язык.

Все низковисящие плоды в плане оптимизации я уже сорвал, остались довольно сложные вещи, типа джит-компиляции, но перед этим я хочу убедиться, что сделаны все более простые вещи. Вот тут я и вспомнил про SIMD.

«Юникода» в «MK-61s» уже нет — я недавно перевёл код на однобайтовую кодировку, но тем не менее есть что ускорить. Эксперименты показали, что эффект есть при трансляции, когда Бейсик и Фокал ищут пробельные символы и переводы строки, что немного ускоряет холодный старт программ:

К слову, оптимизированная версия Бейсика сейчас делает на холодную первый ход в шахматах за 104 секунды, а при прогретых кешах — за 87,5. Это пока всё равно медленно, но куда лучше 162 секунд, которые были в начале.