Die SIMD-Bibliothek bietet in C++26 portable Typen zur expliziten Angabe von Datenparallelität und zur Strukturierung von Daten für einen effizienteren SIMD-Zugriff.

Die Kurzserie zu datenparallelen Typen hat bisher folgende Themen behandelt:

Mit dem aktuellen Beitrag schließe ich die Serie ab. Diesmal geht es um vier spezielle Algorithmen für SIMD-Vektoren: min, max, minmax und clamp.

Minimum und Maximum

Den zwei Algorithmen min und max ist gemein, dass sie jeweils zwei SIMD-Vektoren annehmen und einen SIMD-Vektor zurückgeben. Dieser enthält die elementweisen Minimum oder Maximum der Eingabevektoren. Der minmax-Algorithmus nimmt ebenfalls zwei SIMD-Vektoren an und gibt ein Paar von SIMD-Vektoren zurück. Der erste Vektor des Paares enthält die elementweisen Minimum, der zweite die elementweisen Maximum der Eingabevektoren.

Das folgende Beispiel zeigt die drei Algorithmen in Aktion:

// minmax.cpp

#include 
#include 
#include 

namespace stdx = std::experimental;
 
void println(auto rem, auto const v) {
    std::cout << rem << ": ";
    for (std::size_t i = 0; i != v.size(); ++i)
        std::cout << std::setw(2) << v[i] << ' ';
    std::cout << '\n';
}

void printPairs(auto rem, auto const v1) {
    std::cout << rem << ": ";
    for (std::size_t i = 0; i != v1.first.size(); ++i)
        std::cout << '(' << v1.first[i] << ", " << v1.second[i] << ')' << ' ';
    std::cout << '\n';
}

int main() {

    stdx::fixed_size_simd a{[](int i) {
        static constexpr auto c = {10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3};
        return c.begin()[i];
    }};
    println("a", a);
    
    stdx::fixed_size_simd b{[](int i) {
        static constexpr auto c = {3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,};
        return c.begin()[i];
    }};
    println("b", b);

    std::cout << '\n';

   auto minimum = stdx::min(a, b);
   println("minimum", minimum);

   auto maximum = stdx::max(a, b);
   println("maximum", maximum);

   /*
   auto minmax = stdx::minmax(a, b);
   printPairs("minmax", minmax);
   */

}

Als Eingabevektoren verwende ich die SIMD-Vektoren a und b. Diese werden auf eine besondere Art initialisiert. Dazu lege ich eine Initialisierungsliste c in der Lambda-Funktion an, die einen Iterator auf sie zurückgibt.

Die Anwendung des Algorithmus minmax habe ich auskommentiert, weil ich die Zeile stdx::minmax(a, b) weder mit dem GCC noch mit dem clang -Compiler übersetzen konnte.

Einpassen in Grenzwerte mit clamp

std::datapar::clamp wendet elementweise die Funktion std::clamp auf den SIMD-Vektor an. Dabei wird jedes Element in einen minimalen und maximalen Grenzwert eingesperrt.

Das folgende Programm basiert auf einem Beispiel aus cppreference:

// clamp.cpp

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

namespace stdx = std::experimental;
 
void println(auto rem, auto const v) {
    std::cout << rem << ": ";
    for (std::size_t i = 0; i != v.size(); ++i)
        std::cout << std::setw(4) << v[i] << ' ';
    std::cout << '\n';
}
 
int main() {

    std::cout << "INT8_MIN: " << INT8_MIN << '\n';
    std::cout << "INT8_MAX: " << INT8_MAX << '\n';
    std::cout << "UINT8_MAX: " << UINT8_MAX << '\n';

    std::cout << '\n';

    stdx::fixed_size_simd a{[](int i) {
        static constexpr auto c = {-129, -128, -1, 0, 42, 127, 128, 255};
        return c.begin()[i];
    }};
    println("a", a);
 
    stdx::fixed_size_simd lo1{INT8_MIN};
    stdx::fixed_size_simd hi1{INT8_MAX};
    const auto b = stdx::clamp(a, lo1, hi1);
    println("b", b);
 
    stdx::fixed_size_simd lo2{0};
    stdx::fixed_size_simd hi2{UINT8_MAX};
    const auto c = stdx::clamp(a, lo2, hi2);
    println("c", c);

}

Schön ist in der Ausgabe des SIMD-Vektors b zu sehen, wie die Werte des SIMD-Vektors a in die Grenzwerte INT8_MIN und INT8_MAX eingepasst werden. Bei dem SIMD-Vektor c kommen hingegen die Grenzwerte 0 und UINT8_MAX zum Einsatz.

Wie geht’s weiter?

Nun ist es Zeit für meinen zweiten Durchlauf durch den neuen C++26-Standard. Dabei werde ich mich in erster Linie auf die Funktionen konzentrieren, die ich im ersten Durchgang nicht im Detail behandelt habe.

Beginnen werde ich mit Contracts.

(rme)

Microsofts Cloud-basierter Identitäts- und Zugriffsverwaltungsdienst Entra ID ist als zentraler Bestandteil vieler Unternehmensnetzwerke ein beliebtes Ziel für Ransomware und andere Angriffe.

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(ilk)

Wer sein Geld mit geringem Aufwand möglichst breit investieren und gleichzeitig nennenswerte Renditen erwirtschaften möchte, landete in der Vergangenheit regelmäßig beim MSCI World. Der Index und die dazugehörigen ETFs galten als guter Kompromiss aus Sicherheit und Ertrag. Doch zuletzt wuchs die Kritik an der US-Lastigkeit des MSCI World – auch aufgrund der Trumpschen Unberechenbarkeit. Wer dem entgehen möchte, stößt auf der Suche nach einer anderen Anlagemöglichkeit mit hoher Wahrscheinlichkeit auf den MSCI ACWI oder MSCI ACWI IMI. Beide decken große Teile der Weltwirtschaft ab und reduzieren damit auf den ersten Blick die Abhängigkeit von den Vereinigten Staaten.

Beim MSCI ACWI (All Country World Index) und MSCI ACWI IMI (All Country World Investable Market Index) handelt es sich um zwei von MSCI herausgegebene Indizes, die im Sommer 2025 Aktiengesellschaften aus 47 Ländern berücksichtigen. Die Zusammensetzung entspricht der des MSCI World, der 23 Industriestaaten abdeckt, zuzüglich des MSCI Emerging Markets mit seinen 24 Schwellenländern. Der wesentliche Unterschied: Während der ACWI 2524 Unternehmen enthält, sind es beim ACWI IMI mit 8274 deutlich mehr. Letztgenannter gilt deshalb als der weltweit am breitesten gestreute Index, der zudem 99 Prozent der Aktien in den 47 Ländern abdeckt. Zum Vergleich: Der MSCI World enthält 1322 unterschiedliche Positionen.

Im Folgenden erklären wir die wesentlichen Unterschiede zwischen den beiden ACWI-Indizes und zeigen die Entwicklung seit 2015. Dabei vergleichen wir den MSCI ACWI und MSCI ACWI IMI mit drei anderen Indizes: dem MSCI World, MSCI Europe und S&P 500. Letzterer bildet die Entwicklung der 500 wertvollsten, börsennotierten US-Unternehmen ab und steht damit stellvertretend für die Wirtschaft der Vereinigten Staaten. Der MSCI Europe konzentriert sich auf die wichtigsten Unternehmen Europas und ist damit eine mögliche Wahl für alle Anleger, die nicht in die USA investieren möchten. Am Ende steht die Frage, ob sich die breite Streuung der beiden ACWI-Produkte wirklich lohnt. Wichtig für Sie: Alle Bewertungen basieren auf Wertentwicklungen in der Vergangenheit. Diese stellen keine Garantie für künftige Gewinne oder Verluste dar.

Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Der breitestgestreute Index der Welt: Wie der MSCI ACWI IMI abschneidet“.
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