Zrýchlenie bikvadratického audio filtra pomocou SIMD

Študent: Rastislav Rabatin(rastislav.rabatin@ksp.sk)
Vedúci: RNDr. Jozef Šiška(siska@ii.fmph.uniba.sk)

Motivácia:

Bikvadratický filter je veľmi jednoduchý filter pomocou, ktorého sa dájú filtrovať rôzne frekvencie zvuku. Teda vieme napríklad kontrolovať basy a výšky. Procesorové architektúry ako Intel a ARM podporujú SIMD(Single instruction, multiple data) pomocou, ktorých by sa mal dať zrýchliť výpočet filtra. Tieto inštrukcie pracujú s dátami ako vektormi, teda vedia viac dát spracovať v jednej inštrukcii. Mojou úlohou je vyskúšať viacero spôsobov zrýchlenia tohto filtra a porovnať ich.

Plán:

Sparalelizovať výpočet filtra pre viacero kanálov a tiež to vyskúšať iba pre jeden kanál.
Vyskúšať rôzne inštrukcie a inštrukčné sady a porovnať výsledky
Intel(MMX/SSE/AVX) vs ARM(NEON)
Často sa zvykne aplikovať viaceho audio filtrov na jeden audio stream. Budem sa snažiť aj tento výpočet zrýchliť.

Zdrojáky:

Zdrojaky

Nejaké výsledky testov:

	1	2	3	4	5	Avg
2channelV1.cpp	106 024 µs	105 849 µs	106 227 µs	106 382 µs	105 859 µs	106 068.2 µs
2channelNoSSEV1.cpp	230 739 µs	230 673 µs	229 845 µs	230 742 µs	230 658 µs	230 531.4 µs
2channelV2.cpp	414 175 µs	432 576 µs	439 114 µs	449 072 µs	415 882 µs	430 163.8 µs
2channelNoSSEV2.cpp	831 213 µs	831 745 µs	830 163 µs	830 142 µs	832 130 µs	831 078.6 µs

Kompilovane s flagmy: -msse4.1 -std=c++11 -O3

Zdroje:

Zdroje

Linky:

http://www.codeproject.com/Articles/4522/Introduction-to-SSE-Programming
http://felix.abecassis.me/2011/09/cpp-getting-started-with-sse/
http://lwn.net/Articles/255364/
http://reanimator-web.appspot.com/articles/simdiir
https://www.youtube.com/watch?v=MOb9SZOdcXk