FMA

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 15. heinäkuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 6 muokkausta .

FMA ( eng.  Fused Multiply-Add , kertolasku yhdellä pyöristyksellä) on joukko valinnaisia ​​128- ja 256-bittisiä SIMD - käskyjä x86- ja x86-64-arkkitehtuureille , jotka on suunniteltu suorittamaan kertolasku- ja yhteenlaskutoiminto numeroille kelluvassa pistemuoto . pilkku.

Laajennuksille, jotka lisäävät FMA-ohjeet, on kaksi vaihtoehtoa:

• AMD -prosessorit ovat tukeneet FMA4 :ää Bulldozer -arkkitehtuurista lähtien . FMA4 otettiin käyttöön ennen FMA3:a, mutta myöhemmin AMD lopetti tämän laajennuksen tuen. Tästä tuli epäkäytännöllistä, koska Intel ei ottanut FMA4:ää prosessoreihinsa.
• FMA3 :a tukevat Intel-prosessorit Haswell -arkkitehtuurista lähtien ja AMD-prosessorit Piledriver -arkkitehtuurista lähtien .

Ominaisuudet

FMA3- ja FMA4-käskyillä on lähes identtiset toiminnot, mutta ne eivät ole yhteensopivia. Molemmat sisältävät SIMD-kerroinlaskuohjeet liukulukuille. Niiden tukeminen kääntäjissä kestää jonkin aikaa.

Yhteensopivuusongelma

FMA3:n ja FMA4:n ero on siinä, kuinka monta eri operandia käskyllä ​​on - 3 tai 4. FMA-toiminto on:

4-operandin muoto (FMA4) sallii a:n, b:n, c:n ja d:n olevan eri rekistereissä, kun taas 3-operandin muoto (FMA3) edellyttää, että d on jossakin samoista rekistereistä kuin a, b tai c. 3 operandin muoto tekee koodista lyhyemmän ja helpommin toteutettavan laitteistossa, kun taas 4 operandin muoto tarjoaa enemmän ohjelmointijoustavuutta.

FMA3

Prosessorit FMA3-tuella

• Intel
  • Intel esitteli FMA3:n laitteistototeutuksen Haswell-arkkitehtuuriin perustuvissa prosessoreissa vuonna 2013.
• AMD
  • AMD-prosessorit saivat FMA3-tuen Bulldozer- ja Piledriver-arkkitehtuureissa vuonna 2012. [1] [2] .

Uudet FMA3-ohjeet

Ohje	operandit	Operaatio
VFMADD132PDy, VFMSUB132PDy	ymm, ymm, ymm/m256	a = a c ± b
VFMADD132PSy, VFMSUB132PSy
VFMADD132PDx, VFMSUB132PDx	xmm, xmm, xmm/m128
VFMADD132PSx, VFMSUB132PSx
VFMADD132SD, VFMSUB132SD	xmm, xmm, xmm/m64
VFMADD132SS, VFMSUB132SS	xmm, xmm, xmm/m32
VFMADD213PDy, VFMSUB213PDy	ymm, ymm, ymm/m256	a = b a ± c
VFMADD213PSy, VFMSUB213PSy
VFMADD213PDx, VFMSUB213PDx	xmm, xmm, xmm/m128
VFMADD213PSx, VFMSUB213PSx
VFMADD213SD, VFMSUB213SD	xmm, xmm, xmm/m64
VFMADD213SS, VFMSUB213SS	xmm, xmm, xmm/m32
VFMADD231PDy, VFMSUB231PDy	ymm, ymm, ymm/m256	a = b c ± a
VFMADD231PSy, VFMSUB231PSy
VFMADD231PDx, VFMSUB231PDx	xmm, xmm, xmm/m128
VFMADD231PSx, VFMSUB231PSx
VFMADD231SD, VFMSUB231SD	xmm, xmm, xmm/m64
VFMADD231SS, VFMSUB231SS	xmm, xmm, xmm/m32

Taulukossa lueteltujen pääohjeiden lisäksi FMA3-laajennus sisältää joukon ohjeita, jotka kuuluvat seuraaviin ryhmiin:

• VFMADDSUB - kertolasku ja vuorotteleva yhteen- ja vähennyslasku (vähennys parillisissa paikoissa, yhteenlasku - parittomissa paikoissa);
• VFMSUBADD - kertolasku ja vuorotteleva vähennys- ja yhteenlasku (yhteenlasku parillisissa paikoissa, vähennys - parittomissa);
• VFNMADD - kertolasku päinvastaisella merkillä ja yhteenlaskolla;
• VFNMSUB - kertolasku vastakkaisella merkillä ja vähennyksellä.

FMA4

Prosessorit FMA4-tuella

• AMD
  • AMD otti ensimmäisen kerran käyttöön FMA4-tuen Bulldozer-arkkitehtuuriprosessoreissa, jotka esiteltiin lokakuussa 2011 [3] , ja Piledriver-arkkitehtuuri tukee myös FMA4:ää [4] .
  • Zen-mikroarkkitehtuurista lähtien (2017, Ryzen , EPYC-merkit) AMD lopetti FMA4:n tuen [5] [6]
• Intel
  • Vuodesta 2013 lähtien Intel-prosessorit eivät tue FMA4:ää, eikä ole tiedossa, tukeeko Intel FMA4:ää tulevaisuudessa.

Uudet FMA4-ohjeet

Ohje	operandit	Operaatio
VFMADDPDx	xmm, xmm, xmm/m128, xmm/m128	a = b c + d
VFMADDPDy	ymm, ymm, ymm/m256, ymm/m256
VFMADDPSx	xmm, xmm, xmm/m128, xmm/m128
VFMADDPSy	ymm, ymm, ymm/m256, ymm/m256
VFMADDSD	xmm, xmm, xmm/m64, xmm/m64
VFMADDSS	xmm, xmm, xmm/m32, xmm/m32

Historia

Intelin FMA3:n ja AMD:n FMA4:n välinen yhteensopimattomuus johtuu siitä, että molemmat yhtiöt muuttivat suunnitelmiaan sopimatta keskenään koodausyksityiskohdista. AMD muutti suunnitelmansa FMA3:sta FMA4:ään, kun taas Intel muutti suunnitelmansa FMA4:stä FMA3:een, lähes samaan aikaan.

Kääntäjän tuki

Eri kääntäjät tarjoavat eri tasoisia FMA-tukea.

• GCC 4.5.0 tukee FMA4:ää ja -mfma4:ää [7] .
• GCC 4.7.0 tukee myös FMA3 ja -mfma.
• Microsoft Visual C++ 2010 SP1 tukee FMA4:ää. [kahdeksan]
• Microsoft Visual C++ 2012 tukee FMA3:a.
• PathScale tukee FMA4 ja -mfma.
• Open64 5.0:ssa on "rajoitettu tuki".
• AMD x86 Open64 Compiler Suite tukee FMA3:a ja FMA4:ää versiosta 4.5.2 lähtien [9] .
• Intelin kääntäjät tukevat vain FMA3:a.

Tuki kokoajissa:

• NASM sai tuen FMA3:lle versiossa 2.03 ja FMA4:lle versiossa 2.06.
• Yasm tukee FMA3:a ja FMA4:ää versiosta 1.1.0 lähtien.
• FASM tukee sekä FMA3:a että FMA4:ää.

Katso myös

• Kerto-lisäys

Muistiinpanot

1. ↑ Tasapainon löytäminen . Dave Christie, AMD:n kehittäjäblogit (7. toukokuuta 2009). Haettu: 8. toukokuuta 2009. (määrätön)  (linkki ei saatavilla)
2. ↑ Maffeo, Robin AMD ja Visual Studio 11 Beta . AMD. Haettu: 8. joulukuuta 2013. (määrätön)  (linkki, jota ei voi käyttää)
3. ↑ AMD64-arkkitehtuuriohjelmoijan opas. Volume 6. 128- ja 256-bittinen XOP-, FMA4- ja CVT16-  ohjeet . AMD (1. toukokuuta 2009). Haettu 7. joulukuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 20. toukokuuta 2009.
4. ↑ Uudet ohjeet "Bulldozer" ja "Piledriver".  Askel eteenpäin korkean suorituskyvyn ohjelmistokehityksessä . AMD (lokakuu 2012). Käyttöpäivä: 7. joulukuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 7. tammikuuta 2013.
5. ↑ [1] Arkistoitu 14. syyskuuta 2017 Wayback Machinessa "Mutta koska Zen on puhtaan arkin suunnittelu, Bulldozer-prosessoreista löytyy joitain ohjesarjalaajennuksia, joita ei löydy Zen/znver1:stä. Niitä, joita ei enää ole, ovat FMA4 ja XOP."
6. ↑ [https://web.archive.org/web/20160304033017/https://sourceware.org/ml/binutils/2015-03/msg00078.html Arkistoitu 4. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa Gopalasubramanian, G - [PATCH ]lisää znver1-prosessori]
7. ↑ GCC 4.5 on poissa (downlink) . Haettu 7. joulukuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 13. joulukuuta 2013. (määrätön) 
8. ↑ Upotetut FMA4-objektit lisätty Visual Studio 2010 SP1:een . Haettu 7. joulukuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 16. joulukuuta 2013. (määrätön)
9. ↑ Uutta x86 Open64 Compiler Suite -versiossa 4.5.2 . Arkistoitu alkuperäisestä 13. marraskuuta 2013. (määrätön)

Linkit

x86-prosessorin käskysarjat
Intel	MMX SSE SSE2 SSE3 SSSE3 SSE4 ( SSE4.1 SSE4.2 ATA ) AES AVX FMA Intel MPX
AMD	3DNow! SSE4a SSE5 AVX FMA AES xop
Cyrix	MMXEXT