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WebAssembly (WASM) for High Performance Apps · レッスン

最大スループットのためのSIMDとマルチスレッド

SIMDベクトル命令とWeb Worker、共有メモリによるマルチスレッドを使い、WASMの処理速度をさらに高めます。

「最大スループットのためのSIMDとマルチスレッド」はCoddyKit上の無料WebAssembly (WASM) for High Performance Appsレッスンです。 これはレッスン4/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはWebAssembly (WASM) for High Performance Apps学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 WebAssembly (WASM) for High Performance Appsコースには全4レッスンが含まれています。

このレッスンの一部はまだ翻訳されておらず、英語で表示されています。

Beyond Single-Threaded Speed

Once your WASM is optimized and benchmarked, two advanced features unlock another level of throughput:

  • SIMD, do many operations at once
  • Multithreading, run work in parallel

Both can dramatically speed up data-heavy workloads.

What Is SIMD?

SIMD stands for Single Instruction, Multiple Data. One instruction processes a whole vector of values, for example adding four floats in a single step.

Great for image processing, audio, math, and ML.

The v128 Type

WASM SIMD adds a 128-bit vector type, v128, holding e.g. four 32-bit ints or floats packed together.

(i32x4.add (local.get $a) (local.get $b))
;; adds four 32-bit ints in one instruction

Enabling SIMD in Rust

Compile with the SIMD target feature so the compiler can emit vector instructions.

RUSTFLAGS='-C target-feature=+simd128' \
  cargo build --target wasm32-unknown-unknown --release

Auto-Vectorization

Often you do not write SIMD by hand, the compiler auto-vectorizes tight loops over slices when SIMD is enabled. Write clean loops and let the optimizer do the work.

pub fn scale(data: &mut [f32], k: f32) {
    for x in data.iter_mut() { *x *= k; }
}

Feature Detection

Not every browser supports SIMD. Detect at runtime and fall back to a scalar build if needed.

import { simd } from 'wasm-feature-detect';
if (await simd()) {
  // load the SIMD-optimized module
}

Multithreading with Web Workers

WASM threads build on Web Workers plus shared memory. Each worker runs an instance that shares the same linear memory.

const worker = new Worker('worker.js');
worker.postMessage({ memory: sharedMemory });

SharedArrayBuffer

Threads coordinate through a SharedArrayBuffer-backed memory, created with shared: true.

const memory = new WebAssembly.Memory({
  initial: 16, maximum: 256, shared: true
});

Required Security Headers

Shared memory needs cross-origin isolation. Serve these headers or SharedArrayBuffer is disabled:

  • Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
  • Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp

Atomics for Coordination

Use Atomics to synchronize threads safely on shared memory, avoiding data races.

const arr = new Int32Array(memory.buffer);
Atomics.add(arr, 0, 1);
Atomics.notify(arr, 0);

Best Practices Summary

For maximum throughput:

  • Enable SIMD and write vectorizable loops
  • Detect features and provide scalar fallbacks
  • Use shared memory + workers for parallelism
  • Set COOP/COEP headers and use Atomics for safety

Quick Check

What must a page send to enable a SharedArrayBuffer (and thus WASM threads)?

Recap

You reached for the highest-performance WASM features:

  • SIMD processes vectors in one instruction; let the compiler auto-vectorize
  • Detect features and fall back gracefully
  • Multithreading uses workers + shared memory
  • Enable COOP/COEP and coordinate with Atomics

Together, SIMD and threads push WASM to peak throughput for demanding workloads.

よくある質問

「最大スループットのためのSIMDとマルチスレッド」レッスンは無料ですか？

はい。「最大スループットのためのSIMDとマルチスレッド」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、WebAssembly (WASM) for High Performance Appsコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 WebAssembly (WASM) for High Performance Appsコースには全4レッスンが含まれています。

「最大スループットのためのSIMDとマルチスレッド」で何を学びますか？

SIMDベクトル命令とWeb Worker、共有メモリによるマルチスレッドを使い、WASMの処理速度をさらに高めます。 ブラウザで直接実行するハンズオンコードでWebAssembly (WASM) for High Performance Appsを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。

WebAssembly (WASM) for High Performance Appsを始めるのに経験は必要ですか？

事前経験は必要ありません。CoddyKitのWebAssembly (WASM) for High Performance Appsは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン4/4です。

「最大スループットのためのSIMDとマルチスレッド」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？

ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。

このWebAssembly (WASM) for High Performance Appsレッスンでコードを書いて実行できますか？

はい。すべてのWebAssembly (WASM) for High Performance Appsレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。

このコースのすべてのレッスン

  1. WASMのパフォーマンスベンチマーク
  2. WASM向けRustコードの最適化
  3. WebAssemblyモジュールのデバッグ
  4. 最大スループットのためのSIMDとマルチスレッド
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