Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU
有限域汇编 (FF-asm) 是一种低级编程语言，通过递归计算和有限域数学在 CPU 上模拟类似 GPU 的并行计算能力，而无需实际的 GPU 硬件或传统的并行化方法。
https://leetarxiv.substack.com/p/emulating-a-gpu-on-a-cpu-using-finite?ref=aipure&utm_source=aipure
产品信息
更新于：2025年01月16日
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有限域汇编 (FF-asm) 是 C 语言的一种扩展，通过称为有限域的数学结构在普通 CPU 上实现类似 GPU 的并行计算。基于 '数学主要是发明的，很少是发现的' 这一论点，FF-asm 赋予程序员创建自己的数学系统来解决计算问题的能力。它通过实现递归计算——在其他计算中进行计算——而不是依赖传统的 SIMD 向量化或 OpenMP 并行化例程，提供了独特的并行计算方法。
Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU 的主要功能
有限域汇编（FF-asm）是一种编程语言，它使普通CPU能够进行类似于GPU的并行计算，而无需使用传统的SIMD或OpenMP并行化。它使用递归计算和有限域数学来在单个计算中同时执行多个计算。该语言扩展了C语言，允许程序员使用同余和素数理论创建自定义数学系统，以实现并行处理能力。
递归计算: 在其他计算中递归地执行计算，实现并行处理而无需传统的并行化技术
自定义数学系统: 允许程序员使用有限域创建自己的数学结构，以解决特定问题
C语言扩展: 作为C语言的扩展，提供低级控制，同时保持熟悉的语法和内存管理
有限域运算: 支持有限域中的基本算术运算（加法、乘法），并可自定义域阶数
Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU 的使用场景
高性能计算: 在没有GPU硬件的系统上实现并行处理能力，用于科学计算
密码学: 实现密码算法和安全通信中必需的有限域算术操作
矩阵运算: 使用有限域算术进行高效的矩阵计算，应用于线性代数和数据处理
优点
无需专用硬件即可实现并行处理
提供高级数学抽象
与现有的C代码库无缝集成
缺点
需要理解有限域数学
仅限于特定类型的计算问题
与原生GPU实现相比可能有性能开销
如何使用 Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU
安装先决条件: 安装 GNU MP 大数库 (libgmp)，并从官方 GitHub 仓库获取 ff_asm_runtime.h 和 ff_asm_primes.h 文件
设置项目目录: 创建一个新目录，并将 ff_asm_runtime.h 和 ff_asm_primes.h 文件放在其中。这将是你的工作目录。
创建 Hello World 程序: 创建一个名为 01_HelloWorld.c 的文件，初始化一个 8 位无符号整数有限域。包含所需的头文件，并编写代码以分配内存、设置域顺序、追加数据并打印域。
编译和运行: 使用命令编译：gcc 01_HelloWorld.c -lgmp -lm -o m.o && ./m.o
实现加法: 创建一个新文件，使用 ff_asmAdd() 函数进行递归加法操作。这允许通过递归计算同时执行多个加法。
实现乘法: 创建另一个文件，使用 ff_asmMultiply() 函数实现乘法。确保增加域顺序以容纳更大的结果。
内存管理: 始终使用 ff_asmMalloc() 分配域的内存，并在完成后使用 ff_asmFreeField() 释放内存。
调试和打印: 使用 ff_asmDataDebug() 准备数据以供打印，并使用 ff_asmPrintField() 显示域内容并验证结果。
优化域顺序: 根据你的计算需求调整 fieldOrder 数组中的域顺序——更大的顺序允许更大的数字，但会使用更多内存。
Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU 常见问题
FF-asm 是一种基于数学主要是发明而不是发现这一理念的编程语言。它是 C 语言的扩展，使程序员能够使用有限域作为基本数据结构来创建自己的数学系统。其主要特点是递归计算 - 在其他计算中进行计算。
Finite Field Assembly:Emulate GPU on CPU 网站分析
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