System.Numerics中SIMD启用类型用法确认：x写法是否未利用SIMD？

先看这段C#代码示例：

public void Test(float a, float b, float c, float d)
{
    // not SIMD-enabled since we multiply ourselves?
    var x = new Vector4(a * d, b * c, c * b, d * a);

    var y = new Vector4(a, b, c, d);
    var z = new Vector4(d, c, b, a);

    // gets SIMD-enabled as done by the intrisics?
    var w = y * y;
}

最初的推测是：

• 变量x没有启用SIMD，因为是手动计算乘法结果后传入构造函数
• 变量w是正确的SIMD用法

但查看Vector4的源代码后发现，其构造函数带有非公开的[Intrinsic]特性：

[Intrinsic]
public Vector4(float x, float y, float z, float w)
{
    X = x;
    Y = y;
    Z = z;
    W = w;
}

由此产生疑问：x的写法是否未利用SIMD，只有z或w的写法才会利用SIMD？

解答 #

1. 关于x的写法
   你手动计算的a*d、b*c等都是标量乘法，这些运算会被CPU以标量方式执行，之后才把结果传入Vector4构造函数。哪怕构造函数带有[Intrinsic]特性，这个特性只是告诉编译器可以用内在函数优化构造过程（比如直接把四个值加载到SIMD寄存器），但之前的标量乘法已经无法被合并为SIMD向量乘法了。所以x的写法确实没有利用SIMD执行乘法运算，构造阶段的SIMD优化也只是加载数据，没有提升计算效率。

2. 关于w的写法
   y * y是Vector4的重载乘法运算符，这个运算符本身是被SIMD优化的——编译器会直接生成SIMD指令，一次性完成四个元素的乘法运算，完全利用了SIMD的并行计算能力，这是正确的SIMD用法。

3. 关于z的写法
   z只是把四个标量值传入构造函数，构造过程会借助[Intrinsic]特性优化为SIMD寄存器加载操作，但这里没有任何计算逻辑，只是数据的打包，不存在SIMD计算优化的说法。

总结：只有w的写法真正利用SIMD完成了计算优化；x的乘法是标量运算，无法利用SIMD并行计算；z只是SIMD友好的数据加载，没有计算层面的SIMD利用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者aybe