算法基础 -- ARM 体系架构设计专家的算法提升目标

算法提升目标:ARM 体系架构设计专家

1. 位运算优化

相关 ARM 知识点:SIMD、NEON、SVE、低功耗优化、加密计算、数据压缩

推荐题目:

ARM 体系应用

  • SIMD 优化:NEON 指令支持 vbitcnt 计算 Hamming Weight,可用于优化位运算题目。
  • 低功耗优化:位运算可以减少分支预测失败的影响,降低功耗。

2. 数组与矩阵优化

相关 ARM 知识点:SVE/SVE2、矩阵乘法优化(GEMM)、FFT/卷积计算、Cache 友好访问模式

推荐题目:

ARM 体系应用

  • SVE/SVE2 加速矩阵运算,如 GEMM(通用矩阵乘法)。
  • FFT 在 ARM NEON 中有加速指令,常用于计算机视觉、信号处理。
  • Cache 友好的访问模式(行优先 vs. 列优先)可以减少 Cache Miss。

3. 栈与队列

相关 ARM 知识点:LIFO/FIFO 结构、Cache 友好性、TLB 访问优化、硬件调度

推荐题目:

ARM 体系应用

  • ARMv8-A 架构的 SP(Stack Pointer)优化栈访问,提高访问效率。
  • ARMv9 的 MTE(Memory Tagging)可用于检测栈溢出问题。

4. 哈希与前缀和

相关 ARM 知识点:Cache 友好性、Bloom Filter、哈希表优化(CRC32/SHA 加速)、预取机制

推荐题目:

ARM 体系应用

  • CRC32 指令优化哈希函数计算,提高数据校验速度。
  • Prefetch 机制优化大规模哈希访问,减少 Cache Miss。

5. 动态规划(DP)

相关 ARM 知识点:并行优化、分块计算、低功耗优化(WFE/WFI)、TLB 热映射

推荐题目:

ARM 体系应用

  • TLB 热映射优化内存访问,提高 DP 计算效率。
  • SVE2 可用于加速 Fibonacci 级别的 DP 计算。

6. 并发与锁

相关 ARM 知识点:Mutex、Spinlock、CAS(Compare-And-Swap)、MPAM(Memory Partitioning)

推荐题目:

ARM 体系应用

  • LDAXR/STLXR(Load Acquire / Store Release)用于 ARM 原子操作。
  • WFE/WFI 指令可降低 CPU 空转,提高多线程调度效率。

总结

以上 LeetCode 题目覆盖了 ARM 体系结构的多个关键优化方向,包括:

  1. 位运算加速(NEON/SVE)
  2. 矩阵优化(Cache 友好、FFT 加速)
  3. 数据结构与缓存(L1/L2/L3 Cache 交互)
  4. 并行与多线程(多核调度、Spinlock)

如果你的目标是 ARM 体系结构优化 ,可以先刷 位运算 + 数组 + DP ,再深入 并发控制与高性能计算 相关的题目。

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