]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/nnue/layers/affine_transform.h
Fix compilation after recent merge.
[stockfish] / src / nnue / layers / affine_transform.h
index a715ca85090b8d5c3d530152768810fdd2c94da5..44fa5d00a434f8285dea2357e8e6889cfdd8aed6 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
-  Copyright (C) 2004-2020 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
+  Copyright (C) 2004-2023 The Stockfish developers (see AUTHORS file)
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 #ifndef NNUE_LAYERS_AFFINE_TRANSFORM_H_INCLUDED
 #define NNUE_LAYERS_AFFINE_TRANSFORM_H_INCLUDED
 
+#include <cstdint>
 #include <iostream>
-#include "../nnue_common.h"
-
-namespace Eval::NNUE::Layers {
 
-  // Affine transformation layer
-  template <typename PreviousLayer, IndexType OutputDimensions>
-  class AffineTransform {
-   public:
-    // Input/output type
-    using InputType = typename PreviousLayer::OutputType;
-    using OutputType = std::int32_t;
-    static_assert(std::is_same<InputType, std::uint8_t>::value, "");
+#include "../nnue_common.h"
+#include "simd.h"
 
-    // Number of input/output dimensions
-    static constexpr IndexType kInputDimensions =
-        PreviousLayer::kOutputDimensions;
-    static constexpr IndexType kOutputDimensions = OutputDimensions;
-    static constexpr IndexType kPaddedInputDimensions =
-        CeilToMultiple<IndexType>(kInputDimensions, kMaxSimdWidth);
+/*
+  This file contains the definition for a fully connected layer (aka affine transform).
 
-    // Size of forward propagation buffer used in this layer
-    static constexpr std::size_t kSelfBufferSize =
-        CeilToMultiple(kOutputDimensions * sizeof(OutputType), kCacheLineSize);
+    - expected use-case is for when PaddedInputDimensions == 32 and InputDimensions <= 32.
+      - that's why AVX512 is hard to implement
+    - expected use-case is small layers
+    - inputs are processed in chunks of 4, weights are respectively transposed
+    - accumulation happens directly to int32s
+*/
 
-    // Size of the forward propagation buffer used from the input layer to this layer
-    static constexpr std::size_t kBufferSize =
-        PreviousLayer::kBufferSize + kSelfBufferSize;
+namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers {
+
+// Fallback implementation for older/other architectures.
+// Requires the input to be padded to at least 16 values.
+#if !defined(USE_SSSE3)
+template<IndexType InputDimensions, IndexType PaddedInputDimensions, IndexType OutputDimensions>
+static void affine_transform_non_ssse3(std::int32_t*       output,
+                                       const std::int8_t*  weights,
+                                       const std::int32_t* biases,
+                                       const std::uint8_t* input) {
+    #if defined(USE_SSE2) || defined(USE_NEON_DOTPROD) || defined(USE_NEON)
+        #if defined(USE_SSE2)
+    // At least a multiple of 16, with SSE2.
+    constexpr IndexType NumChunks   = ceil_to_multiple<IndexType>(InputDimensions, 16) / 16;
+    const __m128i       Zeros       = _mm_setzero_si128();
+    const auto          inputVector = reinterpret_cast<const __m128i*>(input);
+
+        #elif defined(USE_NEON_DOTPROD)
+    constexpr IndexType NumChunks   = ceil_to_multiple<IndexType>(InputDimensions, 16) / 16;
+    const auto          inputVector = reinterpret_cast<const int8x16_t*>(input);
+
+        #elif defined(USE_NEON)
+    constexpr IndexType NumChunks   = ceil_to_multiple<IndexType>(InputDimensions, 16) / 16;
+    const auto          inputVector = reinterpret_cast<const int8x8_t*>(input);
+        #endif
+
+    for (IndexType i = 0; i < OutputDimensions; ++i)
+    {
+        const IndexType offset = i * PaddedInputDimensions;
+
+        #if defined(USE_SSE2)
+        __m128i    sumLo = _mm_cvtsi32_si128(biases[i]);
+        __m128i    sumHi = Zeros;
+        const auto row   = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights[offset]);
+        for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j)
+        {
+            __m128i row_j           = _mm_load_si128(&row[j]);
+            __m128i input_j         = _mm_load_si128(&inputVector[j]);
+            __m128i extendedRowLo   = _mm_srai_epi16(_mm_unpacklo_epi8(row_j, row_j), 8);
+            __m128i extendedRowHi   = _mm_srai_epi16(_mm_unpackhi_epi8(row_j, row_j), 8);
+            __m128i extendedInputLo = _mm_unpacklo_epi8(input_j, Zeros);
+            __m128i extendedInputHi = _mm_unpackhi_epi8(input_j, Zeros);
+            __m128i productLo       = _mm_madd_epi16(extendedRowLo, extendedInputLo);
+            __m128i productHi       = _mm_madd_epi16(extendedRowHi, extendedInputHi);
+            sumLo                   = _mm_add_epi32(sumLo, productLo);
+            sumHi                   = _mm_add_epi32(sumHi, productHi);
+        }
+        __m128i sum           = _mm_add_epi32(sumLo, sumHi);
+        __m128i sumHigh_64    = _mm_shuffle_epi32(sum, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
+        sum                   = _mm_add_epi32(sum, sumHigh_64);
+        __m128i sum_second_32 = _mm_shufflelo_epi16(sum, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
+        sum                   = _mm_add_epi32(sum, sum_second_32);
+        output[i]             = _mm_cvtsi128_si32(sum);
 
-    // Hash value embedded in the evaluation file
-    static constexpr std::uint32_t GetHashValue() {
-      std::uint32_t hash_value = 0xCC03DAE4u;
-      hash_value += kOutputDimensions;
-      hash_value ^= PreviousLayer::GetHashValue() >> 1;
-      hash_value ^= PreviousLayer::GetHashValue() << 31;
-      return hash_value;
-    }
+        #elif defined(USE_NEON_DOTPROD)
+        int32x4_t  sum = {biases[i]};
+        const auto row = reinterpret_cast<const int8x16_t*>(&weights[offset]);
+        for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j)
+        {
+            sum = vdotq_s32(sum, inputVector[j], row[j]);
+        }
+        output[i] = vaddvq_s32(sum);
 
-   // Read network parameters
-    bool ReadParameters(std::istream& stream) {
-      if (!previous_layer_.ReadParameters(stream)) return false;
-      for (std::size_t i = 0; i < kOutputDimensions; ++i)
-        biases_[i] = read_little_endian<BiasType>(stream);
-      for (std::size_t i = 0; i < kOutputDimensions * kPaddedInputDimensions; ++i)
-        weights_[i] = read_little_endian<WeightType>(stream);
-
-#if defined (USE_SSSE3)
-      // Determine if quadruplets of weight and input products can be summed using 16bits
-      // without saturation. We assume worst case combinations of 0 and 127 for all inputs.
-      if (!stream.fail())
-      {
-          auto can_saturate = [](const WeightType* w, int idx[4]) {
-              int pSum = 0, nSum = 0;
-              for (int p = 0; p < 4; ++p)
-                  if (w[idx[p]] > 0)
-                      pSum += w[idx[p]];
-                  else
-                      nSum += w[idx[p]];
-
-              return pSum > 258 || nSum < -258;
-          };
-
-          for (IndexType i = 0; i < kOutputDimensions; ++i)
-          {
-              canSaturate16[i] = false;
-              const WeightType* w = &weights_[i * kPaddedInputDimensions];
-#if defined (USE_AVX512)
-              for (IndexType j = 0; j < (kPaddedInputDimensions & ~127) && !canSaturate16[i]; j += 128)
-                  for (int k = 0; k < 64 && !canSaturate16[i]; k += 2)
-                  {
-                      int spacing[4] = { 0, 1, 64, 65 };
-                      canSaturate16[i] = can_saturate(&w[j + k], spacing);
-                  }
-#elif defined (USE_AVX2)
-              for (IndexType j = 0; j < (kPaddedInputDimensions & ~63) && !canSaturate16[i]; j += 64)
-                  for (int k = 0; k < 32 && !canSaturate16[i]; k += 2)
-                  {
-                      int spacing[4] = { 0, 1, 32, 33 };
-                      canSaturate16[i] = can_saturate(&w[j + k], spacing);
-                  }
-#elif defined (USE_SSSE3)
-              for (IndexType j = 0; j < (kPaddedInputDimensions & ~31) && !canSaturate16[i]; j += 32)
-                  for (int k = 0; k < 16 && !canSaturate16[i]; k += 2)
-                  {
-                      int spacing[4] = { 0, 1, 16, 17 };
-                      canSaturate16[i] = can_saturate(&w[j + k], spacing);
-                  }
-#endif
-          }
-      }
-#endif
+        #elif defined(USE_NEON)
+        int32x4_t  sum = {biases[i]};
+        const auto row = reinterpret_cast<const int8x8_t*>(&weights[offset]);
+        for (IndexType j = 0; j < NumChunks; ++j)
+        {
+            int16x8_t product = vmull_s8(inputVector[j * 2], row[j * 2]);
+            product           = vmlal_s8(product, inputVector[j * 2 + 1], row[j * 2 + 1]);
+            sum               = vpadalq_s16(sum, product);
+        }
+        output[i] = sum[0] + sum[1] + sum[2] + sum[3];
 
-      return !stream.fail();
+        #endif
     }
+    #else
+    std::memcpy(output, biases, sizeof(std::int32_t) * OutputDimensions);
 
-    // Forward propagation
-    const OutputType* Propagate(
-        const TransformedFeatureType* transformed_features, char* buffer) const {
-      const auto input = previous_layer_.Propagate(
-          transformed_features, buffer + kSelfBufferSize);
-
-#if defined (USE_AVX512)
-
-      [[maybe_unused]] const __m512i kOnes512 = _mm512_set1_epi16(1);
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_hadd = [](__m512i sum, int bias) -> int {
-        return _mm512_reduce_add_epi32(sum) + bias;
-      };
-
-      // This function takes
-      //   sum0 = [xmm0a, xmm0b, xmm0c, xmm0d]
-      //   sum1 = [xmm1a, xmm1b, xmm1c, xmm1d]
-      //   sum2 = [xmm2a, xmm2b, xmm2c, xmm2d]
-      //   sum3 = [xmm3a, xmm3b, xmm3c, xmm3d]
-      // and returns
-      //   ret = [
-      //     reduce_add_epi32(xmm0a), reduce_add_epi32(xmm1a), reduce_add_epi32(xmm2a), reduce_add_epi32(xmm3a),
-      //     reduce_add_epi32(xmm0b), reduce_add_epi32(xmm1b), reduce_add_epi32(xmm2b), reduce_add_epi32(xmm3b),
-      //     reduce_add_epi32(xmm0c), reduce_add_epi32(xmm1c), reduce_add_epi32(xmm2c), reduce_add_epi32(xmm3c),
-      //     reduce_add_epi32(xmm0d), reduce_add_epi32(xmm1d), reduce_add_epi32(xmm2d), reduce_add_epi32(xmm3d)
-      //   ]
-      [[maybe_unused]] auto m512_hadd128x16_interleave = [](
-        __m512i sum0, __m512i sum1, __m512i sum2, __m512i sum3) -> __m512i {
-
-        __m512i sum01a = _mm512_unpacklo_epi32(sum0, sum1);
-        __m512i sum01b = _mm512_unpackhi_epi32(sum0, sum1);
-
-        __m512i sum23a = _mm512_unpacklo_epi32(sum2, sum3);
-        __m512i sum23b = _mm512_unpackhi_epi32(sum2, sum3);
-
-        __m512i sum01 = _mm512_add_epi32(sum01a, sum01b);
-        __m512i sum23 = _mm512_add_epi32(sum23a, sum23b);
-
-        __m512i sum0123a = _mm512_unpacklo_epi64(sum01, sum23);
-        __m512i sum0123b = _mm512_unpackhi_epi64(sum01, sum23);
-
-        return _mm512_add_epi32(sum0123a, sum0123b);
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_haddx4 = [m512_hadd128x16_interleave](
-        __m512i sum0, __m512i sum1, __m512i sum2, __m512i sum3, __m128i bias) -> __m128i {
-
-        __m512i sum = m512_hadd128x16_interleave(sum0, sum1, sum2, sum3);
-
-        __m256i sum256lo = _mm512_castsi512_si256(sum);
-        __m256i sum256hi = _mm512_extracti64x4_epi64(sum, 1);
-
-        sum256lo = _mm256_add_epi32(sum256lo, sum256hi);
-
-        __m128i sum128lo = _mm256_castsi256_si128(sum256lo);
-        __m128i sum128hi = _mm256_extracti128_si256(sum256lo, 1);
-
-        return _mm_add_epi32(_mm_add_epi32(sum128lo, sum128hi), bias);
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_haddx8 = [m512_hadd128x16_interleave](
-        __m512i sum0, __m512i sum1, __m512i sum2, __m512i sum3,
-        __m512i sum4, __m512i sum5, __m512i sum6, __m512i sum7, __m256i bias) -> __m256i {
-
-        __m512i suma = m512_hadd128x16_interleave(sum0, sum1, sum2, sum3);
-        __m512i sumb = m512_hadd128x16_interleave(sum4, sum5, sum6, sum7);
-
-        __m512i indices0 = _mm512_setr_epi64(0, 1, 8, 9, 4, 5, 12, 13);
-        __m512i indices1 = _mm512_setr_epi64(2, 3, 10, 11, 6, 7, 14, 15);
-        __m512i x = _mm512_add_epi32(
-          _mm512_permutex2var_epi64(suma, indices0, sumb),
-          _mm512_permutex2var_epi64(suma, indices1, sumb));
-
-        __m256i sum256lo = _mm512_castsi512_si256(x);
-        __m256i sum256hi = _mm512_extracti64x4_epi64(x, 1);
-
-        return _mm256_add_epi32(_mm256_add_epi32(sum256lo, sum256hi), bias);
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_hadd256x8 =[m512_hadd128x16_interleave](
-        __m512i sum0, __m512i sum1, __m512i sum2, __m512i sum3, __m256i bias) -> __m256i {
-
-        __m512i sum = m512_hadd128x16_interleave(sum0, sum1, sum2, sum3);
-
-        __m512i indices = _mm512_setr_epi32(
-          0, 4, 8, 12, 2, 6, 10, 14,
-          1, 5, 9, 13, 3, 7, 11, 15);
-        sum = _mm512_permutexvar_epi32(indices, sum);
-
-        __m256i sum256lo = _mm512_castsi512_si256(sum);
-        __m256i sum256hi = _mm512_extracti64x4_epi64(sum, 1);
-
-        return _mm256_add_epi32(_mm256_hadd_epi32(sum256lo, sum256hi), bias);
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_hadd256x16 = [m512_hadd128x16_interleave](
-        __m512i sum0, __m512i sum1, __m512i sum2, __m512i sum3,
-        __m512i sum4, __m512i sum5, __m512i sum6, __m512i sum7, __m512i bias) -> __m512i {
-
-        __m512i suma = m512_hadd128x16_interleave(sum0, sum1, sum2, sum3);
-        __m512i sumb = m512_hadd128x16_interleave(sum4, sum5, sum6, sum7);
-
-        __m512i indices0 = _mm512_setr_epi64(0, 1, 8, 9, 4, 5, 12, 13);
-        __m512i indices1 = _mm512_setr_epi64(2, 3, 10, 11, 6, 7, 14, 15);
-        __m512i x = _mm512_add_epi32(
-          _mm512_permutex2var_epi64(suma, indices0, sumb),
-          _mm512_permutex2var_epi64(suma, indices1, sumb));
-
-        __m512i indices = _mm512_setr_epi32(0, 8, 1, 9, 2, 10, 3, 11, 4, 12, 5, 13, 6, 14, 7, 15);
-        return _mm512_add_epi32(_mm512_permutexvar_epi32(indices, x), bias);
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_add_dpbusd_epi32 = [=](__m512i& acc, __m512i a, __m512i b) {
-#if defined (USE_VNNI)
-        acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a, b);
-#else
-        __m512i product0 = _mm512_maddubs_epi16(a, b);
-        product0 = _mm512_madd_epi16(product0, kOnes512);
-        acc = _mm512_add_epi32(acc, product0);
-#endif
-      };
-
-      [[maybe_unused]] auto m512_add_dpbusd_epi32x2 = [=](__m512i& acc, __m512i a0, __m512i b0, __m512i a1, __m512i b1) {
-#if defined (USE_VNNI)
-        acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a0, b0);
-        acc = _mm512_dpbusd_epi32(acc, a1, b1);
-#else
-        __m512i product0 = _mm512_maddubs_epi16(a0, b0);
-        __m512i product1 = _mm512_maddubs_epi16(a1, b1);
-        product0 = _mm512_adds_epi16(product0, product1);
-        product0 = _mm512_madd_epi16(product0, kOnes512);
-        acc = _mm512_add_epi32(acc, product0);
-#endif
-      };
-
+    // Traverse weights in transpose order to take advantage of input sparsity
+    for (IndexType i = 0; i < InputDimensions; ++i)
+        if (input[i])
+        {
+            const std::int8_t* w  = &weights[i];
+            const int          in = input[i];
+            for (IndexType j = 0; j < OutputDimensions; ++j)
+                output[j] += w[j * PaddedInputDimensions] * in;
+        }
+    #endif
+}
 #endif
-#if defined (USE_AVX2)
-
-      [[maybe_unused]] const __m256i kOnes256 = _mm256_set1_epi16(1);
 
-      [[maybe_unused]] auto m256_hadd = [](__m256i sum, int bias) -> int {
-        __m128i sum128 = _mm_add_epi32(_mm256_castsi256_si128(sum), _mm256_extracti128_si256(sum, 1));
-        sum128 = _mm_add_epi32(sum128, _mm_shuffle_epi32(sum128, _MM_PERM_BADC));
-        sum128 = _mm_add_epi32(sum128, _mm_shuffle_epi32(sum128, _MM_PERM_CDAB));
-        return _mm_cvtsi128_si32(sum128) + bias;
-      };
+template<IndexType InDims, IndexType OutDims>
+class AffineTransform {
+   public:
+    // Input/output type
+    using InputType  = std::uint8_t;
+    using OutputType = std::int32_t;
 
-      [[maybe_unused]] auto m256_haddx4 = [](__m256i sum0, __m256i sum1, __m256i sum2, __m256i sum3, __m128i bias) -> __m128i {
-        sum0 = _mm256_hadd_epi32(sum0, sum1);
-        sum2 = _mm256_hadd_epi32(sum2, sum3);
+    // Number of input/output dimensions
+    static constexpr IndexType InputDimensions  = InDims;
+    static constexpr IndexType OutputDimensions = OutDims;
 
-        sum0 = _mm256_hadd_epi32(sum0, sum2);
+    static constexpr IndexType PaddedInputDimensions =
+      ceil_to_multiple<IndexType>(InputDimensions, MaxSimdWidth);
+    static constexpr IndexType PaddedOutputDimensions =
+      ceil_to_multiple<IndexType>(OutputDimensions, MaxSimdWidth);
 
-        __m128i sum128lo = _mm256_castsi256_si128(sum0);
-        __m128i sum128hi = _mm256_extracti128_si256(sum0, 1);
+    using OutputBuffer = OutputType[PaddedOutputDimensions];
 
-        return _mm_add_epi32(_mm_add_epi32(sum128lo, sum128hi), bias);
-      };
+    // Hash value embedded in the evaluation file
+    static constexpr std::uint32_t get_hash_value(std::uint32_t prevHash) {
+        std::uint32_t hashValue = 0xCC03DAE4u;
+        hashValue += OutputDimensions;
+        hashValue ^= prevHash >> 1;
+        hashValue ^= prevHash << 31;
+        return hashValue;
+    }
 
-      [[maybe_unused]] auto m256_add_dpbusd_epi32 = [=](__m256i& acc, __m256i a, __m256i b) {
-#if defined (USE_VNNI)
-        acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a, b);
-#else
-        __m256i product0 = _mm256_maddubs_epi16(a, b);
-        product0 = _mm256_madd_epi16(product0, kOnes256);
-        acc = _mm256_add_epi32(acc, product0);
-#endif
-      };
+    static constexpr IndexType get_weight_index_scrambled(IndexType i) {
+        return (i / 4) % (PaddedInputDimensions / 4) * OutputDimensions * 4
+             + i / PaddedInputDimensions * 4 + i % 4;
+    }
 
-      [[maybe_unused]] auto m256_add_dpbusd_epi32x2 = [=](__m256i& acc, __m256i a0, __m256i b0, __m256i a1, __m256i b1) {
-#if defined (USE_VNNI)
-        acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a0, b0);
-        acc = _mm256_dpbusd_epi32(acc, a1, b1);
+    static constexpr IndexType get_weight_index(IndexType i) {
+#if defined(USE_SSSE3)
+        return get_weight_index_scrambled(i);
 #else
-        __m256i product0 = _mm256_maddubs_epi16(a0, b0);
-        __m256i product1 = _mm256_maddubs_epi16(a1, b1);
-        product0 = _mm256_adds_epi16(product0, product1);
-        product0 = _mm256_madd_epi16(product0, kOnes256);
-        acc = _mm256_add_epi32(acc, product0);
+        return i;
 #endif
-      };
-
-#endif
-
-#if defined (USE_SSSE3)
-
-      [[maybe_unused]] const __m128i kOnes128 = _mm_set1_epi16(1);
-
-      [[maybe_unused]] auto m128_hadd = [](__m128i sum, int bias) -> int {
-        sum = _mm_add_epi32(sum, _mm_shuffle_epi32(sum, 0x4E)); //_MM_PERM_BADC
-        sum = _mm_add_epi32(sum, _mm_shuffle_epi32(sum, 0xB1)); //_MM_PERM_CDAB
-        return _mm_cvtsi128_si32(sum) + bias;
-      };
+    }
 
-      [[maybe_unused]] auto m128_haddx4 = [](__m128i sum0, __m128i sum1, __m128i sum2, __m128i sum3, __m128i bias) -> __m128i {
-        sum0 = _mm_hadd_epi32(sum0, sum1);
-        sum2 = _mm_hadd_epi32(sum2, sum3);
+    // Read network parameters
+    bool read_parameters(std::istream& stream) {
+        read_little_endian<BiasType>(stream, biases, OutputDimensions);
+        for (IndexType i = 0; i < OutputDimensions * PaddedInputDimensions; ++i)
+            weights[get_weight_index(i)] = read_little_endian<WeightType>(stream);
 
-        sum0 = _mm_hadd_epi32(sum0, sum2);
+        return !stream.fail();
+    }
 
-        return _mm_add_epi32(sum0, bias);
-      };
+    // Write network parameters
+    bool write_parameters(std::ostream& stream) const {
+        write_little_endian<BiasType>(stream, biases, OutputDimensions);
 
-      [[maybe_unused]] auto m128_add_dpbusd_epi32 = [=](__m128i& acc, __m128i a, __m128i b) {
-        __m128i product0 = _mm_maddubs_epi16(a, b);
-        product0 = _mm_madd_epi16(product0, kOnes128);
-        acc = _mm_add_epi32(acc, product0);
-      };
+        for (IndexType i = 0; i < OutputDimensions * PaddedInputDimensions; ++i)
+            write_little_endian<WeightType>(stream, weights[get_weight_index(i)]);
 
-      [[maybe_unused]] auto m128_add_dpbusd_epi32x2 = [=](__m128i& acc, __m128i a0, __m128i b0, __m128i a1, __m128i b1) {
-        __m128i product0 = _mm_maddubs_epi16(a0, b0);
-        __m128i product1 = _mm_maddubs_epi16(a1, b1);
-        product0 = _mm_adds_epi16(product0, product1);
-        product0 = _mm_madd_epi16(product0, kOnes128);
-        acc = _mm_add_epi32(acc, product0);
-      };
+        return !stream.fail();
+    }
+    // Forward propagation
+    void propagate(const InputType* input, OutputType* output) const {
 
-#endif
+#if defined(USE_SSSE3)
 
-#if defined (USE_AVX512)
-
-      constexpr IndexType kNumChunks512 = kPaddedInputDimensions / (kSimdWidth * 2);
-      constexpr IndexType kNumChunks256 = kPaddedInputDimensions / kSimdWidth;
-
-      const auto output = reinterpret_cast<OutputType*>(buffer);
-
-      // Since to saturate a zmm register it takes 64 bytes we
-      // cannot use AVX512 for the smaller affine transforms.
-      // Instead we fallback to a AVX2 implementation if the
-      // kInputDimensions isn't a multiple of 64.
-      // Note that this means that for example for
-      // kInputDimensions of 96 we fallback to AVX2 even though
-      // the first 64 elements could be processed with AVX512.
-      // This is caused by mixing the __m256 and __m512 variables
-      // required to better handle that case and it would
-      // require handling more cases statically not to lose performance.
-      // This should be revisited if such input dimensions are to be considered.
-      [[maybe_unused]] const auto input_vector512 = reinterpret_cast<const __m512i*>(input);
-      [[maybe_unused]] const auto input_vector256 = reinterpret_cast<const __m256i*>(input);
-
-      // kOutputDimensions is either 1 or a multiple of kSimdWidth
-      // because then it is also an input dimension.
-      if constexpr (kOutputDimensions % 16 == 0 && kNumChunks256 == 1)
-      {
-        for (IndexType i = 0; i < kOutputDimensions; i += 16)
+        if constexpr (OutputDimensions > 1)
         {
-          const IndexType offset01a = (i + 0) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset23a = (i + 2) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset45a = (i + 4) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset67a = (i + 6) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset01b = (i + 8) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset23b = (i + 10) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset45b = (i + 12) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset67b = (i + 14) * kPaddedInputDimensions;
-
-          const __m512i bias = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&biases_[i]);
-          __m512i* outptr = reinterpret_cast<__m512i*>(&output[i]);
-
-          __m512i sum01a = _mm512_setzero_si512();
-          __m512i sum23a = _mm512_setzero_si512();
-          __m512i sum45a = _mm512_setzero_si512();
-          __m512i sum67a = _mm512_setzero_si512();
-          __m512i sum01b = _mm512_setzero_si512();
-          __m512i sum23b = _mm512_setzero_si512();
-          __m512i sum45b = _mm512_setzero_si512();
-          __m512i sum67b = _mm512_setzero_si512();
-
-          const auto row01a = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset01a]);
-          const auto row23a = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset23a]);
-          const auto row45a = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset45a]);
-          const auto row67a = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset67a]);
-          const auto row01b = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset01b]);
-          const auto row23b = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset23b]);
-          const auto row45b = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset45b]);
-          const auto row67b = *reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset67b]);
-
-          const __m256i in256 = input_vector256[0];
-          const __m512i in = _mm512_inserti64x4(_mm512_castsi256_si512(in256), in256, 1);
-
-          m512_add_dpbusd_epi32(sum01a, in, row01a);
-          m512_add_dpbusd_epi32(sum23a, in, row23a);
-          m512_add_dpbusd_epi32(sum45a, in, row45a);
-          m512_add_dpbusd_epi32(sum67a, in, row67a);
-          m512_add_dpbusd_epi32(sum01b, in, row01b);
-          m512_add_dpbusd_epi32(sum23b, in, row23b);
-          m512_add_dpbusd_epi32(sum45b, in, row45b);
-          m512_add_dpbusd_epi32(sum67b, in, row67b);
-
-          *outptr = m512_hadd256x16(
-            sum01a, sum23a, sum45a, sum67a,
-            sum01b, sum23b, sum45b, sum67b, bias);
-        }
-      }
-      else if constexpr (kOutputDimensions % 4 == 0)
-      {
-        for (IndexType i = 0; i < kOutputDimensions; i += 4)
-        {
-          const IndexType offset0 = (i + 0) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset1 = (i + 1) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset2 = (i + 2) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset3 = (i + 3) * kPaddedInputDimensions;
-
-          const __m128i bias = *reinterpret_cast<const __m128i*>(&biases_[i]);
-          __m128i* outptr = reinterpret_cast<__m128i*>(&output[i]);
-
-          if constexpr (kPaddedInputDimensions % (kSimdWidth * 2) == 0)
-          {
-            __m512i sum0 = _mm512_setzero_si512();
-            __m512i sum1 = _mm512_setzero_si512();
-            __m512i sum2 = _mm512_setzero_si512();
-            __m512i sum3 = _mm512_setzero_si512();
-
-            const auto row0 = reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset0]);
-            const auto row1 = reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset1]);
-            const auto row2 = reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset2]);
-            const auto row3 = reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[offset3]);
-
-            int j = 0;
-            if (!canSaturate16x4[i / 4])
-            {
-                for (; j < (int)kNumChunks512 - 1; j += 2)
-                {
-                    const __m512i in0 = input_vector512[j];
-                    const __m512i in1 = input_vector512[j + 1];
-
-                    m512_add_dpbusd_epi32x2(sum0, in0, row0[j], in1, row0[j + 1]);
-                    m512_add_dpbusd_epi32x2(sum1, in0, row1[j], in1, row1[j + 1]);
-                    m512_add_dpbusd_epi32x2(sum2, in0, row2[j], in1, row2[j + 1]);
-                    m512_add_dpbusd_epi32x2(sum3, in0, row3[j], in1, row3[j + 1]);
-                }
-            }
-            for (; j < (int)kNumChunks512; ++j)
-            {
-              const __m512i in = input_vector512[j];
 
-              m512_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-              m512_add_dpbusd_epi32(sum1, in, row1[j]);
-              m512_add_dpbusd_epi32(sum2, in, row2[j]);
-              m512_add_dpbusd_epi32(sum3, in, row3[j]);
-            }
-
-            *outptr = m512_haddx4(sum0, sum1, sum2, sum3, bias);
-          }
-          else
-          {
-            __m256i sum0 = _mm256_setzero_si256();
-            __m256i sum1 = _mm256_setzero_si256();
-            __m256i sum2 = _mm256_setzero_si256();
-            __m256i sum3 = _mm256_setzero_si256();
-
-            const auto row0 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[offset0]);
-            const auto row1 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[offset1]);
-            const auto row2 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[offset2]);
-            const auto row3 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[offset3]);
-
-            for (IndexType j = 0; j < kNumChunks256; ++j)
+    #if defined(USE_AVX512)
+            using vec_t = __m512i;
+        #define vec_setzero _mm512_setzero_si512
+        #define vec_set_32 _mm512_set1_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m512_add_dpbusd_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m512_add_dpbusd_epi32x2
+        #define vec_hadd Simd::m512_hadd
+    #elif defined(USE_AVX2)
+            using vec_t = __m256i;
+        #define vec_setzero _mm256_setzero_si256
+        #define vec_set_32 _mm256_set1_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m256_add_dpbusd_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m256_add_dpbusd_epi32x2
+        #define vec_hadd Simd::m256_hadd
+    #elif defined(USE_SSSE3)
+            using vec_t = __m128i;
+        #define vec_setzero _mm_setzero_si128
+        #define vec_set_32 _mm_set1_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m128_add_dpbusd_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m128_add_dpbusd_epi32x2
+        #define vec_hadd Simd::m128_hadd
+    #endif
+
+            static constexpr IndexType OutputSimdWidth = sizeof(vec_t) / sizeof(OutputType);
+
+            static_assert(OutputDimensions % OutputSimdWidth == 0);
+
+            constexpr IndexType NumChunks = ceil_to_multiple<IndexType>(InputDimensions, 8) / 4;
+            constexpr IndexType NumRegs   = OutputDimensions / OutputSimdWidth;
+
+            const auto   input32 = reinterpret_cast<const std::int32_t*>(input);
+            const vec_t* biasvec = reinterpret_cast<const vec_t*>(biases);
+            vec_t        acc[NumRegs];
+            for (IndexType k = 0; k < NumRegs; ++k)
+                acc[k] = biasvec[k];
+
+            for (IndexType i = 0; i < NumChunks; i += 2)
             {
-              const __m256i in = input_vector256[j];
-
-              m256_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-              m256_add_dpbusd_epi32(sum1, in, row1[j]);
-              m256_add_dpbusd_epi32(sum2, in, row2[j]);
-              m256_add_dpbusd_epi32(sum3, in, row3[j]);
+                const vec_t in0 = vec_set_32(input32[i + 0]);
+                const vec_t in1 = vec_set_32(input32[i + 1]);
+                const auto  col0 =
+                  reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[(i + 0) * OutputDimensions * 4]);
+                const auto col1 =
+                  reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[(i + 1) * OutputDimensions * 4]);
+                for (IndexType k = 0; k < NumRegs; ++k)
+                    vec_add_dpbusd_32x2(acc[k], in0, col0[k], in1, col1[k]);
             }
 
-            *outptr = m256_haddx4(sum0, sum1, sum2, sum3, bias);
-          }
-        }
-      }
-      else if constexpr (kOutputDimensions == 1)
-      {
-        if constexpr (kPaddedInputDimensions % (kSimdWidth * 2) == 0)
-        {
-          __m512i sum0 = _mm512_setzero_si512();
-
-          const auto row0 = reinterpret_cast<const __m512i*>(&weights_[0]);
-
-          for (IndexType j = 0; j < kNumChunks512; ++j)
-          {
-            const __m512i in = input_vector512[j];
-
-            m512_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-          }
-
-          output[0] = m512_hadd(sum0, biases_[0]);
-        }
-        else
-        {
-          __m256i sum0 = _mm256_setzero_si256();
-
-          const auto row0 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[0]);
-
-          for (IndexType j = 0; j < kNumChunks256; ++j)
-          {
-            const __m256i in = input_vector256[j];
-
-            m256_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-          }
-
-          output[0] = m256_hadd(sum0, biases_[0]);
-        }
-      }
-      else
-      {
-        // This case can never happen because kOutputDimensions
-        // is always 1 or a multiple of kSimdWidth.
-        assert(false);
-      }
-
-#elif defined (USE_AVX2)
-
-      constexpr IndexType kNumChunks = kPaddedInputDimensions / kSimdWidth;
-
-      const auto output = reinterpret_cast<OutputType*>(buffer);
-      const auto input_vector = reinterpret_cast<const __m256i*>(input);
-
-      // kOutputDimensions is either 1 or a multiple of kSimdWidth
-      // because then it is also an input dimension.
-      if constexpr (kOutputDimensions % 4 == 0)
-      {
-        for (IndexType i = 0; i < kOutputDimensions; i += 4)
-        {
-          const IndexType offset0 = (i + 0) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset1 = (i + 1) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset2 = (i + 2) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset3 = (i + 3) * kPaddedInputDimensions;
-
-          const __m128i bias = *reinterpret_cast<const __m128i*>(&biases_[i]);
-          __m128i* outptr = reinterpret_cast<__m128i*>(&output[i]);
-
-          __m256i sum0 = _mm256_setzero_si256();
-          __m256i sum1 = _mm256_setzero_si256();
-          __m256i sum2 = _mm256_setzero_si256();
-          __m256i sum3 = _mm256_setzero_si256();
-
-          const auto row0 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[offset0]);
-          const auto row1 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[offset1]);
-          const auto row2 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[offset2]);
-          const auto row3 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[offset3]);
-
-          int j = 0;
-          if (!canSaturate16x4[i / 4])
-          {
-              for (; j < (int)kNumChunks - 1; j += 2)
-              {
-                  const __m256i in0 = input_vector[j];
-                  const __m256i in1 = input_vector[j + 1];
-
-                  m256_add_dpbusd_epi32x2(sum0, in0, row0[j], in1, row0[j + 1]);
-                  m256_add_dpbusd_epi32x2(sum1, in0, row1[j], in1, row1[j + 1]);
-                  m256_add_dpbusd_epi32x2(sum2, in0, row2[j], in1, row2[j + 1]);
-                  m256_add_dpbusd_epi32x2(sum3, in0, row3[j], in1, row3[j + 1]);
-              }
-          }
-          for (; j < (int)kNumChunks; ++j)
-          {
-                const __m256i in = input_vector[j];
-
-                m256_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-                m256_add_dpbusd_epi32(sum1, in, row1[j]);
-                m256_add_dpbusd_epi32(sum2, in, row2[j]);
-                m256_add_dpbusd_epi32(sum3, in, row3[j]);
-          }
-
-          *outptr = m256_haddx4(sum0, sum1, sum2, sum3, bias);
-        }
-      }
-      else if constexpr (kOutputDimensions == 1)
-      {
-        __m256i sum0 = _mm256_setzero_si256();
-
-        const auto row0 = reinterpret_cast<const __m256i*>(&weights_[0]);
-
-        for (IndexType j = 0; j < kNumChunks; ++j)
-        {
-            const __m256i in = input_vector[j];
-
-            m256_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-        }
-
-        output[0] = m256_hadd(sum0, biases_[0]);
-      }
-      else
-      {
-        // This case can never happen because kOutputDimensions
-        // is always 1 or a multiple of kSimdWidth.
-        assert(false);
-      }
-
-#elif defined (USE_SSSE3)
-
-      constexpr IndexType kNumChunks = kPaddedInputDimensions / kSimdWidth;
+            vec_t* outptr = reinterpret_cast<vec_t*>(output);
+            for (IndexType k = 0; k < NumRegs; ++k)
+                outptr[k] = acc[k];
 
-      auto output = reinterpret_cast<OutputType*>(buffer);
-      const auto input_vector = reinterpret_cast<const __m128i*>(input);
-
-      // kOutputDimensions is either 1 or a multiple of kSimdWidth
-      // because then it is also an input dimension.
-      if constexpr (kOutputDimensions % 4 == 0)
-      {
-        for (IndexType i = 0; i < kOutputDimensions; i += 4)
-        {
-          const IndexType offset0 = (i + 0) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset1 = (i + 1) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset2 = (i + 2) * kPaddedInputDimensions;
-          const IndexType offset3 = (i + 3) * kPaddedInputDimensions;
-
-          const __m128i bias = *reinterpret_cast<const __m128i*>(&biases_[i]);
-          __m128i* outptr = reinterpret_cast<__m128i*>(&output[i]);
-
-          __m128i sum0 = _mm_setzero_si128();
-          __m128i sum1 = _mm_setzero_si128();
-          __m128i sum2 = _mm_setzero_si128();
-          __m128i sum3 = _mm_setzero_si128();
-
-          const auto row0 = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights_[offset0]);
-          const auto row1 = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights_[offset1]);
-          const auto row2 = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights_[offset2]);
-          const auto row3 = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights_[offset3]);
-
-          int j = 0;
-          if (!canSaturate16x4[i / 4])
-          {
-              for (; j < (int)kNumChunks - 1; j += 2)
-              {
-                  const __m128i in0 = input_vector[j];
-                  const __m128i in1 = input_vector[j + 1];
-
-                  m128_add_dpbusd_epi32x2(sum0, in0, row0[j], in1, row0[j + 1]);
-                  m128_add_dpbusd_epi32x2(sum1, in0, row1[j], in1, row1[j + 1]);
-                  m128_add_dpbusd_epi32x2(sum2, in0, row2[j], in1, row2[j + 1]);
-                  m128_add_dpbusd_epi32x2(sum3, in0, row3[j], in1, row3[j + 1]);
-              }
-          }
-          for (; j < (int)kNumChunks; ++j)
-          {
-              const __m128i in = input_vector[j];
-
-              m128_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-              m128_add_dpbusd_epi32(sum1, in, row1[j]);
-              m128_add_dpbusd_epi32(sum2, in, row2[j]);
-              m128_add_dpbusd_epi32(sum3, in, row3[j]);
-          }
-
-          *outptr = m128_haddx4(sum0, sum1, sum2, sum3, bias);
+    #undef vec_setzero
+    #undef vec_set_32
+    #undef vec_add_dpbusd_32
+    #undef vec_add_dpbusd_32x2
+    #undef vec_hadd
         }
-      }
-      else if constexpr (kOutputDimensions == 1)
-      {
-        __m128i sum0 = _mm_setzero_si128();
-
-        const auto row0 = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights_[0]);
-
-        for (int j = 0; j < (int)kNumChunks; ++j)
+        else if constexpr (OutputDimensions == 1)
         {
-          const __m128i in = input_vector[j];
 
-          m128_add_dpbusd_epi32(sum0, in, row0[j]);
-        }
-
-        output[0] = m128_hadd(sum0, biases_[0]);
-      }
-      else
-      {
-        // This case can never happen because kOutputDimensions
-        // is always 1 or a multiple of kSimdWidth.
-        assert(false);
-      }
-
-#else
-
-// Use old implementation for the other architectures.
-
-      auto output = reinterpret_cast<OutputType*>(buffer);
-
-#if defined(USE_SSE2)
-      constexpr IndexType kNumChunks = kPaddedInputDimensions / kSimdWidth;
-#ifndef USE_SSSE3
-      const __m128i kZeros = _mm_setzero_si128();
-#else
-      const __m128i kOnes = _mm_set1_epi16(1);
-#endif
-      const auto input_vector = reinterpret_cast<const __m128i*>(input);
-
-#elif defined(USE_MMX)
-      constexpr IndexType kNumChunks = kPaddedInputDimensions / kSimdWidth;
-      const __m64 kZeros = _mm_setzero_si64();
-      const auto input_vector = reinterpret_cast<const __m64*>(input);
-
-#elif defined(USE_NEON)
-      constexpr IndexType kNumChunks = kPaddedInputDimensions / kSimdWidth;
-      const auto input_vector = reinterpret_cast<const int8x8_t*>(input);
-#endif
+    // We cannot use AVX512 for the last layer because there are only 32 inputs
+    // and the buffer is not padded to 64 elements.
+    #if defined(USE_AVX2)
+            using vec_t = __m256i;
+        #define vec_setzero _mm256_setzero_si256
+        #define vec_set_32 _mm256_set1_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m256_add_dpbusd_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m256_add_dpbusd_epi32x2
+        #define vec_hadd Simd::m256_hadd
+    #elif defined(USE_SSSE3)
+            using vec_t = __m128i;
+        #define vec_setzero _mm_setzero_si128
+        #define vec_set_32 _mm_set1_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32 Simd::m128_add_dpbusd_epi32
+        #define vec_add_dpbusd_32x2 Simd::m128_add_dpbusd_epi32x2
+        #define vec_hadd Simd::m128_hadd
+    #endif
+
+            const auto inputVector = reinterpret_cast<const vec_t*>(input);
+
+            static constexpr IndexType InputSimdWidth = sizeof(vec_t) / sizeof(InputType);
+
+            static_assert(PaddedInputDimensions % InputSimdWidth == 0);
+
+            constexpr IndexType NumChunks = PaddedInputDimensions / InputSimdWidth;
+            vec_t               sum0      = vec_setzero();
+            const auto          row0      = reinterpret_cast<const vec_t*>(&weights[0]);
+
+            for (int j = 0; j < int(NumChunks); ++j)
+            {
+                const vec_t in = inputVector[j];
+                vec_add_dpbusd_32(sum0, in, row0[j]);
+            }
+            output[0] = vec_hadd(sum0, biases[0]);
 
-      for (IndexType i = 0; i < kOutputDimensions; ++i) {
-        const IndexType offset = i * kPaddedInputDimensions;
-
-#if defined(USE_SSE2)
-        __m128i sum_lo = _mm_cvtsi32_si128(biases_[i]);
-        __m128i sum_hi = kZeros;
-        const auto row = reinterpret_cast<const __m128i*>(&weights_[offset]);
-        for (IndexType j = 0; j < kNumChunks; ++j) {
-          __m128i row_j = _mm_load_si128(&row[j]);
-          __m128i input_j = _mm_load_si128(&input_vector[j]);
-          __m128i extended_row_lo = _mm_srai_epi16(_mm_unpacklo_epi8(row_j, row_j), 8);
-          __m128i extended_row_hi = _mm_srai_epi16(_mm_unpackhi_epi8(row_j, row_j), 8);
-          __m128i extended_input_lo = _mm_unpacklo_epi8(input_j, kZeros);
-          __m128i extended_input_hi = _mm_unpackhi_epi8(input_j, kZeros);
-          __m128i product_lo = _mm_madd_epi16(extended_row_lo, extended_input_lo);
-          __m128i product_hi = _mm_madd_epi16(extended_row_hi, extended_input_hi);
-          sum_lo = _mm_add_epi32(sum_lo, product_lo);
-          sum_hi = _mm_add_epi32(sum_hi, product_hi);
+    #undef vec_setzero
+    #undef vec_set_32
+    #undef vec_add_dpbusd_32
+    #undef vec_add_dpbusd_32x2
+    #undef vec_hadd
         }
-        __m128i sum = _mm_add_epi32(sum_lo, sum_hi);
-        __m128i sum_high_64 = _mm_shuffle_epi32(sum, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
-        sum = _mm_add_epi32(sum, sum_high_64);
-        __m128i sum_second_32 = _mm_shufflelo_epi16(sum, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2));
-        sum = _mm_add_epi32(sum, sum_second_32);
-        output[i] = _mm_cvtsi128_si32(sum);
-
-#elif defined(USE_MMX)
-        __m64 sum_lo = _mm_cvtsi32_si64(biases_[i]);
-        __m64 sum_hi = kZeros;
-        const auto row = reinterpret_cast<const __m64*>(&weights_[offset]);
-        for (IndexType j = 0; j < kNumChunks; ++j) {
-          __m64 row_j = row[j];
-          __m64 input_j = input_vector[j];
-          __m64 extended_row_lo = _mm_srai_pi16(_mm_unpacklo_pi8(row_j, row_j), 8);
-          __m64 extended_row_hi = _mm_srai_pi16(_mm_unpackhi_pi8(row_j, row_j), 8);
-          __m64 extended_input_lo = _mm_unpacklo_pi8(input_j, kZeros);
-          __m64 extended_input_hi = _mm_unpackhi_pi8(input_j, kZeros);
-          __m64 product_lo = _mm_madd_pi16(extended_row_lo, extended_input_lo);
-          __m64 product_hi = _mm_madd_pi16(extended_row_hi, extended_input_hi);
-          sum_lo = _mm_add_pi32(sum_lo, product_lo);
-          sum_hi = _mm_add_pi32(sum_hi, product_hi);
-        }
-        __m64 sum = _mm_add_pi32(sum_lo, sum_hi);
-        sum = _mm_add_pi32(sum, _mm_unpackhi_pi32(sum, sum));
-        output[i] = _mm_cvtsi64_si32(sum);
-
-#elif defined(USE_NEON)
-        int32x4_t sum = {biases_[i]};
-        const auto row = reinterpret_cast<const int8x8_t*>(&weights_[offset]);
-        for (IndexType j = 0; j < kNumChunks; ++j) {
-          int16x8_t product = vmull_s8(input_vector[j * 2], row[j * 2]);
-          product = vmlal_s8(product, input_vector[j * 2 + 1], row[j * 2 + 1]);
-          sum = vpadalq_s16(sum, product);
-        }
-        output[i] = sum[0] + sum[1] + sum[2] + sum[3];
-
 #else
-        OutputType sum = biases_[i];
-        for (IndexType j = 0; j < kInputDimensions; ++j) {
-          sum += weights_[offset + j] * input[j];
-        }
-        output[i] = sum;
-#endif
-
-      }
-#if defined(USE_MMX)
-      _mm_empty();
+        // Use old implementation for the other architectures.
+        affine_transform_non_ssse3<InputDimensions, PaddedInputDimensions, OutputDimensions>(
+          output, weights, biases, input);
 #endif
-
-#endif
-
-      return output;
     }
 
    private:
-    using BiasType = OutputType;
+    using BiasType   = OutputType;
     using WeightType = std::int8_t;
 
-    PreviousLayer previous_layer_;
-
-    alignas(kCacheLineSize) BiasType biases_[kOutputDimensions];
-    alignas(kCacheLineSize) WeightType weights_[kOutputDimensions * kPaddedInputDimensions];
-    union {
-        uint32_t canSaturate16x4[(kOutputDimensions + 3) / 4];
-        bool canSaturate16[kOutputDimensions];
-    };
-  };
+    alignas(CacheLineSize) BiasType biases[OutputDimensions];
+    alignas(CacheLineSize) WeightType weights[OutputDimensions * PaddedInputDimensions];
+};
 
-}  // namespace Eval::NNUE::Layers
+}  // namespace Stockfish::Eval::NNUE::Layers
 
-#endif // #ifndef NNUE_LAYERS_AFFINE_TRANSFORM_H_INCLUDED
+#endif  // #ifndef NNUE_LAYERS_AFFINE_TRANSFORM_H_INCLUDED