FMA and FMA3

Архитектурна справкаFeex

Нарича се също FMA, FMA3

FMA изчислява умножение и събиране с плаваща запетая с едно крайно закръгляне. FMA3 се отнася до семейството x86 инструкции за свързано умножение и събиране (fused multiply-add) с три операнда; то се изброява отделно от AVX2.

Какво трябва да знаете

Как работи

Свързаната операция изчислява произведение и сума като една аритметична операция преди закръглянето до целевия формат. Това може да запази принос, който би бил загубен, ако първо се закръгли умножението. Формите на инструкцията 132, 213 и 231 избират кои операнди осигуряват произведението, събираемото и презаписаната дестинация. Скаларните и пакетираните форми имат различно поведение по ленти (lanes).

Къде е полезно

Изчисляването на полиноми, матричното умножение и дигиталните филтри могат да използват FMA за комбиниране на аритметични операции. Свързаният резултат може да се различава от програма, която умишлено използва две отделни операции. Следователно настройките на компилатора за свиване (contraction) и изискванията за числена възпроизводимост имат значение, както и наличността на инструкцията.

Как се проверява поддръжката и активирането

За VEX FMA3 инструкциите проверете CPUID.01H:ECX бит 12 заедно с пълните проверки за състоянието на ОС за AVX. Ако използвате EVEX форми, проверете допълнителните подмножества на AVX-512 и състоянието, изисквани от тези форми. Проверявайте флаговете на компилатора, когато числените резултати се променят след повторно компилиране.

Програмата трябва както да съдържа подходяща реализация, така и да я избира по време на изпълнение. Изброяването на хардуера, активираното от ОС състояние на регистрите и компилираната базова версия на двоичния файл са отделни проверки. Виртуалната машина може умишлено да предоставя по-малко функции от своя хост, а контейнерът не добавя инструкции към процесора на хоста.

Какво не гарантира тази функция

FMA не означава, че всеки израз с плаваща запетая се оценява с допълнителна точност, и не гарантира идентични резултати при различни настройки на компилатора. FMA4 е различно семейство инструкции. Нито AVX, нито AVX2 сами по себе си доказват поддръжка за FMA3.

Съвместимост и производителност на практика

Измервайте пълното работно натоварване с представителни данни. По-широките вектори могат да намалят броя на инструкциите, като оставят непроменени трафика към паметта, синхронизацията или разходите за преобразуване. Латентността на инструкциите, пропускателната способност и енергийното поведение зависят от точната микроархитектура и условията на работа.

Практически контролен списък за проверка

Запишете точния модел на процесора или платформата, както и използваните версии на приложението, операционната система и средата за изпълнение. Запазете точния текст на действителната грешка или изискване.
Проверете документацията от производителя за този точен модел, след което инспектирайте действителните възможности и активираното състояние в средата, където работи програмата.
Сравнете всяко изискване на избрания двоичен файл или бекенд. Подобно наименувана функция, псевдоним или общ технологичен етикет не са достатъчни.
Потвърдете, че приложението е избрало планираната реализация. Използвайте неговата документирана диагностика и поддържан резервен вариант, когато изискванията не са изпълнени.
Правете по една поддържана промяна наведнъж и повтаряйте същото работно натоварване. Запазете достъпни оригиналната конфигурация и плана за възстановяване.

Ако функцията е посочена, но софтуерът не може да я използва

Започнете с точния компонент, който дава грешка. Хардуерната база данни описва записаните възможности; операционната система или хипервайзорът могат да предоставят различна ефективна среда. Грешка за невалидна инструкция (illegal-instruction) също изисква разследване на действителната сриваща се инструкция и компилацията на двоичния файл, тъй като повреда или несвързана неподдържана инструкция може да предизвика подобен симптом.

Инсталирайте версията на приложението, драйвера или средата за изпълнение, която се поддържа за точната платформа, и използвайте документираната от производителя базова или резервна компилация, ако е необходимо. Софтуерна актуализация не може да създаде инструкция, която липсва в процесора. Промените във фърмуера и политиките за сигурност трябва да следват процедурата на производителя на системата и план за възстановяване, а не общи съвети за оптимизация.

Източници и обхват на това обяснение

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Linux ядро: използване на XSTATE функции в потребителското пространство

Тези източници установяват архитектурното поведение и софтуерните изисквания. Те не проверяват независимо всяка стойност на параметър на свързана страница за хардуерен модел. За поддръжка на даден модел използвайте данните от производителя на съответната страница и проверете ефективната системна конфигурация. Тази статия не предоставя бенчмарк, сертификация или дата на независим преглед.

Източници и проверка

Редакционна собственост: Feex. Не е записана дата на независим преглед. Как проучваме.

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Томове 1 и 2 описват посочените семейства инструкции и CPUID; Том 3 описва състоянието, страницирането, VMX и контролите за защита. Документацията за архитектурата не гарантира поддръжка за конкретен модел.
Linux ядро: използване на XSTATE функции в потребителското пространство · Активирано от ОС векторно състояние, динамично активирано състояние на блокове, изисквания към сигналния стек и процес за разрешение на AMX. Специфичното за Linux поведение не представлява обещание за друга операционна система.

Беше ли полезна тази статия?

Достатъчно е "да" или "не". Изберете причина, ако желаете, или добавете кратка бележка.