# Raytracing
## Gprof
1. 使用 -pg 進行編譯與連結
2. 執行程式生成數據
3. Gprog 進行分析 `$ gprof executable gmon.out`

## Intel AVX
* **AVX** (Advanced Vector Extensions) 延伸自 **SSE** 指令集，硬體支援 **16** 個 **256-bit** YMM 暫存器 [YMM0 : YMM15]，而 SSE 指令集所使用的 128-bit XMM 暫存器則採用 YMM 的 lower-half 128 bits 達到相容


* 在這 256-bit 暫存器內，可以選擇放 **8** 個 **float** 或 **4** 個 **double**...，指令分為 scalar (suffix s) 和 vector (suffix **p**) 兩種運算方式，vector operate 以 SIMD 方式處理暫存器內的資料
* **suffix s (scalar)** : operate on the least-significant data element
* **suffix p (packed)** : compute all elements in parallel


* AVX intrinsic names : **_mm256_op_suffix**(data_type param1, data_type param2, data_type param3)
* **_mm256:** prefix for working on 256-bit registers
* **_op:** the operation
* **_suffix:** type of data to operate on

AVX Suffix Marking

AVX Intrinsics Data Types

## Execution Time

### Original version

Execution time: 2.621690 sec

Each sample counts as 0.01 seconds.
  %   cumulative   self              self     total           
 time   seconds   seconds    calls   s/call   s/call  name    
 31.96      0.84     0.84 69646433     0.00     0.00  dot_product
 13.70      1.20     0.36 56956357     0.00     0.00  subtract_vector
 10.27      1.47     0.27 31410180     0.00     0.00  multiply_vector

### Optimization
* OpenMP 運算 dot_product
- `#include <omp.h>`
- link with `-fopenmp`

執行時間：44.493292 sec，提昇20倍之多，因其運算部份不多，建立與回收執行緒的時間反而推累整體速度。

* AVX 運算 dot_product
- `#include <immintrin.h>`
- link with `-mavx`

執行時間：0.560055 sec，時間減少4倍多。

**Source of this article:** https://hackmd.io/s/rkkb-F9a