Microsoft Edge fraktali się nie boi, dzięki Intelowi korzysta z zalet SIMD

Nie jest niczym dziwnym, że różne firmy zewnętrzne współpracują z producentami przeglądarek w celu ich udoskonalenia. Przy rozwoju Edge pomogło już nieco wcześniej Adobe, a Intel jest z kolei firmą, która dokłada swój kod do innych silników, w tym Gecko, Blinka, a także WebKita. Współpraca z Microsoftem trwa natomiast od 2012 roku, czego efektem jest usunięcie z silnika Chakra i jego kompilatora JIT zbędnego kodu, wybór lepszych rozwiązań, a w efekcie szybsze działanie całej przeglądarki. Ostatnia nowość, czyli możliwość wykorzystania architektury SIMD (single instruction, multiple data), może w przyszłości znacznie przyśpieszyć niektóre operacje.

W przeciwieństwie do SISD, gdzie jeden program przetwarza jeden strumień danych, SIMD zapewnia przetwarzanie wielu strumieni w tym samym czasie. Jak to wygląda w praktyce? Załóżmy, że musimy wykonać taką samą operację arytmetyczną dla wielu różnych wartości. Przy SISD operacja będzie wykonywana wielokrotnie. Zrównoleglenie w SIMD daje nam możliwość wykonania jej tylko raz dla całych wektorów danych. Oczywiście możemy tego dokonać tylko w sytuacji, gdy chodzi o konkretnie tę samą operację, ale w wielu zastosowaniach takie podejście okazuje się bardzo przydatne. Oprócz zwiększenia szybkości przetwarzania danych zyskujemy także na czasie pracy na baterii – mniej instrukcji to mniejsze obciążenie procesora. Dzięki Intelowi, który zaimplementował odpowiedni kod w przeglądarce Edge, może ona użyć instrukcji zaszytych w procesorach, aby wykorzystać zalety SIMD.

Jak na razie nowe rozwiązanie znajduje się w fazie testowej, w przyszłości może zwiększyć wydajność przeglądarki w takich zastosowaniach jak przetwarzanie materiałów wideo, gier, a także przy odtwarzaniu multimediów. Dużych nadziei upatruje się w połączeniu SIMD z np. asm.js, co pozwoli rozbudowanym aplikacjom napisanym w JavaScript działać niemalże tak szybko, jak w przypadku kodu natywnego. Choć domyślnie obsługa SIMD jest w Edge wyłączona, możemy w przeglądarce uruchomić stronę zaawansowanych ustawień (about:flags), a następnie zaznaczyć pole czy „Enable asm.js”. Po ponownym uruchomieniu przeglądarki będzie mogła ona wykorzystywać zalety wynikające z SIMD.

Jak na razie nie znajdziemy jednak ku temu zbyt wielu okazji – na GitHubie dostępne jest specjalne demo, które pozwala sprawdzić wydajności przeglądarki w pokazie fraktali zbioru Mandelbrota. Wyniki są obiecujące – w naszym przypadku Edge z włączonym SIMD oferował ponad 30 FPS i to podczas pracy na maszynie wirtualnej. Chrome, Internet Explorer czy Firefox uruchamiane na systemie gospodarza nie miały szans notując wyniki poniżej 10 FPS. Porównanie z Chrome uruchomionym w tej samej maszynie możecie natomiast zobaczyć na załączonym zrzucie ekranu.

Na realne korzyści płynące z tej implementacji przyjdzie nam jeszcze nieco poczekać: nie każdy algorytm można w łatwy sposób przerobić tak, aby korzystał z wektorów. Kompilatory również nie są tu zbyt pomocne i w większości przypadków nie generują instrukcji SIMD, co wymaga większego nakładu człowieka. Dodajmy, nakładu o wiele bardziej świadomego. Mimo wszystko potencjalne zwiększenie szybkości działania i możliwości cieszy: to kolejny krok ku uruchamianiu nawet specjalistycznego, rozbudowanego oprogramowania z poziomu przeglądarki, a co za tym idzie, na niemal dowolnym urządzeniu.