FMA and FMA3

Архітектурний довідникFeex

Також називається FMA, FMA3

FMA виконує множення та додавання чисел із рухомою комою з одним остаточним округленням. FMA3 стосується триоперандного сімейства інструкцій суміщеного множення-додавання x86; воно визначається окремо від AVX2.

Що потрібно знати

Як це працює

Суміщена операція обчислює добуток і суму як одну арифметичну дію перед округленням до цільового формату. Це дає змогу зберегти внесок значення, який був би втрачений, якби множення округлювалося першим. Форми інструкцій 132, 213 та 231 визначають, які операнди містять множник, доданок і перезаписуваний результат. Скалярні та упаковані форми мають різну поведінку для векторних доріжок.

Де це корисно

Обчислення поліномів, множення матриць і цифрові фільтри можуть використовувати FMA для об'єднання арифметичних операцій. Результат суміщеної операції може відрізнятися від програми, яка навмисно використовує дві окремі операції. Тому налаштування стягування операцій компілятора та вимоги до числової відтворюваності мають таке ж значення, як і наявність самих інструкцій.

Як перевірити підтримку та активацію

Для інструкцій VEX FMA3 перевірте біт 12 у CPUID.01H:ECX разом із повною перевіркою підтримки стану AVX в ОС. У разі використання форм EVEX перевірте додаткові підмножини AVX-512 і стан, необхідний цим формам. Перевіряйте прапорці компілятора, якщо числові результати змінюються після повторної збірки.

Програма повинна як містити відповідну реалізацію, так і вибирати її під час виконання. Апаратне перерахування, активований ОС стан регістрів і скомпільований базовий рівень двійкового файлу це окремі перевірки. Віртуальна машина може навмисно надавати менше функцій, ніж її хост, а контейнер не додає інструкцій до центрального процесора хоста.

Чого ця функція не гарантує

FMA не означає, що кожен вираз із рухомою комою обчислюється з додатковою точністю, і не гарантує ідентичних результатів за різних налаштувань компілятора. FMA4 - це інше сімейство інструкцій. Ані AVX, ані AVX2 самі по собі не доводять підтримку FMA3.

Сумісність і продуктивність на практиці

Вимірюйте повне робоче навантаження з репрезентативними даними. Ширші вектори можуть зменшити кількість інструкцій, залишаючи трафік пам'яті, синхронізацію або витрати на перетворення незмінними. Затримка інструкцій, пропускна здатність і поведінка енергоспоживання залежать від точної мікроархітектури та умов експлуатації.

Практичний контрольний список для верифікації

Зафіксуйте точну модель процесора або платформи, а також версії використовуваної програми, ОС і середовища виконання. Збережіть точне формулювання фактичної помилки або вимоги.
Звіртеся з документацією виробника для цієї точної моделі, потім перевірте фактичні можливості та стан активації в середовищі, де виконується програма.
Порівняйте кожну вимогу вибраного двійкового файлу або бекенда. Схожої назви функції, псевдоніма чи загального позначення технології недостатньо.
Переконайтеся, що програма вибрала призначену реалізацію. Використовуйте її задокументовані засоби діагностики та підтримуваний резервний варіант, якщо вимоги не виконуються.
Вносьте по одній підтримуваній зміні за раз і повторюйте те саме робоче навантаження. Зберігайте оригінальну конфігурацію та можливість відновлення.

Якщо функція вказана, але програмне забезпечення не може її використати

Почніть із компонента, у якому саме стався збій. База даних обладнання описує зафіксовані можливості; операційна система або гіпервізор можуть надавати інше фактичне середовище. Помилка неприпустимої інструкції також потребує дослідження фактичної інструкції, що викликала збій, і двійкової збірки, оскільки пошкодження даних або непов'язана непідтримувана інструкція можуть викликати схожий симптом.

Встановіть версію програми, драйвера або середовища виконання, яка підтримується для цієї конкретної платформи, і за потреби використовуйте задокументовану постачальником базову або резервну збірку. Оновлення програмного забезпечення не може створити інструкцію, якої немає в процесорі. Зміни у прошивці та політиках безпеки повинні відповідати процедурі виробника системи та плану відновлення, а не загальним рецептам оптимізації.

Джерела та межі застосування цього пояснення

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Linux kernel: using XSTATE features in user space

Ці довідкові матеріали визначають архітектурну поведінку та вимоги до програмного забезпечення. Вони не перевіряють незалежно кожне значення функції на сторінці пов'язаної моделі обладнання. Щодо підтримки моделі використовуйте дані виробника на цій сторінці та перевіряйте фактичну конфігурацію системи. Ця стаття не містить бенчмарків, сертифікації чи дат незалежного огляду.

Джерела та верифікація

Власник авторських прав: Feex. Дата незалежної перевірки не зафіксована. Як ми проводимо дослідження.

Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual · Томи 1 і 2 описують зазначені сімейства інструкцій і CPUID; Том 3 описує стан, сторінкову організацію пам'яті, VMX і засоби захисту. Документація з архітектури не підтверджує підтримку для конкретної моделі.
Linux kernel: using XSTATE features in user space · Векторний стан, увімкнений ОС, динамічно ввімкнений стан тайлів, вимоги до стека сигналів і процес отримання дозволів AMX. Специфічна поведінка Linux не є гарантією для іншої ОС.

Чи була ця стаття корисною?

Достатньо відповісти "так" або "ні". За бажанням виберіть причину або додайте коротку примітку.