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我一直在试验 SSE 内在函数,我似乎遇到了一个我无法弄清楚的奇怪错误。我正在计算两个 float 组的内积,一次计算 4 个元素。
为了测试,我将两个数组的每个元素都设置为 1,因此乘积应该是 == 大小。
它运行正确,但每当我运行大小 > ~68000000 的代码时,使用 sse 内在函数的代码就会开始计算错误的内积。它似乎卡在某个数量上,永远不会超过这个数字。这是一个运行示例:
joe:~$./test_sse 70000000
sequential inner product: 70000000.000000
sse inner product: 67108864.000000
sequential time: 0.417932
sse time: 0.274255
编译:
gcc -fopenmp test_sse.c -o test_sse -std=c99
这个错误在我测试过的少数计算机中似乎是一致的。这是代码,也许有人可以帮助我弄清楚发生了什么:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <omp.h>
#include <math.h>
#include <assert.h>
#include <xmmintrin.h>
double inner_product_sequential(float * a, float * b, unsigned int size) {
double sum = 0;
for(unsigned int i = 0; i < size; i++) {
sum += a[i] * b[i];
}
return sum;
}
double inner_product_sse(float * a, float * b, unsigned int size) {
assert(size % 4 == 0);
__m128 X, Y, Z;
Z = _mm_set1_ps(0.0f);
float arr[4] __attribute__((aligned(sizeof(float) * 4)));
for(unsigned int i = 0; i < size; i += 4) {
X = _mm_load_ps(a+i);
Y = _mm_load_ps(b+i);
X = _mm_mul_ps(X, Y);
Z = _mm_add_ps(X, Z);
}
_mm_store_ps(arr, Z);
return arr[0] + arr[1] + arr[2] + arr[3];
}
int main(int argc, char ** argv) {
if(argc < 2) {
fprintf(stderr, "usage: ./test_sse <size>\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
unsigned int size = atoi(argv[1]);
srand(time(0));
float *a = (float *) _mm_malloc(size * sizeof(float), sizeof(float) * 4);
float *b = (float *) _mm_malloc(size * sizeof(float), sizeof(float) * 4);
for(int i = 0; i < size; i++) {
a[i] = b[i] = 1;
}
double start, time_seq, time_sse;
start = omp_get_wtime();
double inner_seq = inner_product_sequential(a, b, size);
time_seq = omp_get_wtime() - start;
start = omp_get_wtime();
double inner_sse = inner_product_sse(a, b, size);
time_sse = omp_get_wtime() - start;
printf("sequential inner product: %f\n", inner_seq);
printf("sse inner product: %f\n", inner_sse);
printf("sequential time: %f\n", time_seq);
printf("sse time: %f\n", time_sse);
_mm_free(a);
_mm_free(b);
}
最佳答案
您遇到了单精度 float 的精度限制。数字 16777216 (2^24),即 vector Z
的每个分量达到“极限”内积时的值,用 32 位 float 表示为十六进制 0x4b800000
或二进制0 10010111 00000000000000000000000
,即23位尾数全为0(隐式前导1位),8位指数部分为151表示指数151 - 127 = 24 . 如果你在该值上加 1,这将需要增加指数,但是添加的一个不能再在尾数中表示,所以在单精度浮点运算中 2^24 + 1 = 2^24。
您在顺序函数中看不到这一点,因为您使用 64 位 double 值来存储结果,并且由于我们在 x86 平台上工作,内部很可能是一个 80 位超精度寄存器用过。
您可以通过将其重写为强制在整个顺序代码中使用单精度
float sum;
float inner_product_sequential(float * a, float * b, unsigned int size) {
sum = 0;
for(unsigned int i = 0; i < size; i++) {
sum += a[i] * b[i];
}
return sum;
}
您将看到 16777216.000000
作为最大计算值。
关于c - SSE Intrinsics 算术错误,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/26051767/
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