x86 - x87 相对于 SSE 的优势

Question

我知道 x87 具有更高的内部精度，这可能是人们看到它与 SSE 操作之间最大的区别。但我想知道，使用 x87 是否还有其他好处？我有打字的习惯-mfpmath=sse自动在任何项目中，我想知道我是否遗漏了 x87 FPU 提供的其他任何东西。

Answer 1

对于手写的 asm，x87 有一些 SSE 指令集中不存在的指令。

在我的脑海里，这都是三角函数，比如 fsin、fcos、fatan、fatan2 和一些指数/对数的东西。

与 gcc -O3 -ffast-math -mfpmath=387 , GCC9 仍然会实际内联 sin(x)作为 fsin指令，不管 libm 中的实现会使用什么。 ( https://godbolt.org/z/Euc5gp )。

MSVC 电话 __libm_sse2_sin_precise为 32 位 x86 编译时。

如果您的代码大部分时间都花在三角函数上，那么您在使用 x87 时可能会看到轻微的性能提升或损失，这取决于您使用 SSE1/SSE2 的标准数学库实现是比 fsin 的慢微代码快还是慢。在您使用的任何 CPU 上。

CPU 供应商不会在最新一代 CPU 中为 x87 指令优化微代码，因为它通常被认为已经过时且很少使用。 (查看最近几代 CPU 中 Agner Fog's instruction tables 中复杂 x87 指令的 uop 计数和吞吐量:比旧 CPU 中的周期数更多)。 CPU 越新，x87 就越有可能比许多 SSE 或 AVX 指令计算 log、exp、pow 或 trig 函数的速度慢。

即使 x87 可用，并非所有数学库都选择使用复杂指令，如 fsin用于实现 sin() 等功能，或者尤其是 exp/log，其中用于操作基于日志的 FP 位模式的整数技巧很有用。

一些 DSP 算法使用大量触发，但通常从 SIMD 数学库的自动矢量化中获益良多。

但是，对于您花费大部分时间进行加法、乘法等的数学代码，SSE 通常更快。

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