MASS 高性能庫

　　MASS 指的是數學加速子系統(Mathematical Acceleration Subsystem)。它由數學函數組成，這些數學函數是為在各種 IBM 計算平臺上優化性能所設定的。MASS 最初是由 IBM 公司在 1995 年啟動的，并在隨后的發展中繼續得到改善，一直到現如今仍然在改進。

　　現在所有的 IBM® POWER™ 處理器都有相應的各種版本的 MASS，運行 AIX® 或者 Linux® 操作系統。還有其他版本的 IBM System BlueGene®/L 和 IBM System BlueGene®/P 超級電腦，以及 IBM Cell Broadband Engine™ (Cell/B.E.™)方案。庫包含有元素函數的加速實施方案，例如三角函數以及雙曲線函數以及它們的倒數、乘方、對數、指數、錯誤函數以及其他函數。包含函數的完整列表可以在 IBM Mathematical Acceleration Subsystem 頁面中找到。

　　有標量的庫也有向量的庫，而對于 Cell/B.E. 和 POWER7 來說，還有單個指示的多個數據(SIMD)庫。注意精確性與例外情況的處理在 MASS 函數與系統庫函數中可能是不一樣的。對于目標硬件的其他匯編器(例如 gcc)的用戶來說，MASS 庫與 IBM XL C/C++ 還有 XL Fortran 匯編器封裝到一起，并且可以通過 MASS Web 網站來獲得。

　　可以通過 C、 C++ 或者 Fortran 源程序來訪問庫。IBM XL C/C++ 與 IBM XL Fortran 匯編器可以識別機會以使用 MASS 來加速源程序，并自動激活它而不用更改源程序。本文向您介紹了怎樣實施一項技術幫助您的公司更好地使用這些強大的技術。

　　什么程序可以獲益?

　　任何包含有對數學庫函數(例如 exp、 log、sin、cos 等等)調用的 C、C++ 或者 Fortran 程序，潛在意義上都會從本文中所描述的技術中受益。

　　什么是自動化向量?

　　自動化向量技術是一種過程，在這個過程中 IBM XL C/C++ 或者 Fortran 匯編器會識別一個機會，去改善匯編過程中程序的性能，方法就是將對一次循環中一個標準庫(C/C++ 庫或者 Fortran 本質)的訪問替換為對相應 MASS 向量函數的訪問。因為 MASS 向量函數要比對一個標準庫函數的重復訪問快很多(倍數接近 30 倍)，所以最后得到的性能改善效果將會是驚人的。

　　一個簡單的例子就是為多個論斷計算特定函數的循環，例如接下來的 Fortran 程序。

　　subroutine　sub　(y,　x,　n)

　　real*8　y(*),　x(*)

　　integer　n,　i

　　intrinsic　exp

　　do　i=1,n

　　y(i)　=　exp(x(i))　!　standard　intrinsic

　　end　do

　　end　subroutine

　　有了適當的匯編器選項，匯編器就會意識到機會去給程序加速，方法就是將對 exp() 的重復訪問替換為相應的 MASS 向量函數 vexp()，結果會產生一個程序，好像最開始是這樣寫成的這樣：

　　include　'massv.include'

　　subroutine　sub　(y,　x,　n)

　　real*8　y(*),　x(*)

　　integer　n

　　call　vexp　(y,　x,　n)　!　MASS　vector　function

　　end　subroutine

　　這只是一個簡單的范例，演示了自動向量化背后的基本思想。XL 匯編器實際上能夠識別更加復雜的機會，并在需要的條件下重新安排源程序中的指南，以創建自動向量化的機會。

　　在本文中的范例研究部分中，會檢查一個更加復雜和實際的范例。