FMA

FMA ( anglicky  Fused Multiply-Add , násobení-sčítání s jednoduchým zaokrouhlením) je sada volitelných 128- a 256-bitových instrukcí SIMD pro architektury x86 a x86-64 , navržená k provádění operace násobení-sčítání na číslech v plovoucích- formát bodu, čárka.

Existují dvě možnosti pro rozšíření, která přidávají pokyny FMA:

• FMA4 je podporován procesory AMD již od architektury Bulldozer . FMA4 byl implementován před FMA3, ale AMD následně podporu tohoto rozšíření upustila. To se stalo nepraktickým, protože Intel do svých procesorů neimplementoval FMA4.
• FMA3 je podporován procesory Intel od architektury Haswell a procesory AMD od architektury Piledriver .

Funkce

Instrukce FMA3 a FMA4 mají téměř totožné funkce, ale nejsou kompatibilní. Oba obsahují instrukce SIMD multiply-add pro čísla s plovoucí desetinnou čárkou. Jejich podpora v kompilátorech bude nějakou dobu trvat.

Problém s kompatibilitou

Rozdíl mezi FMA3 a FMA4 je v tom, kolik různých operandů má instrukce - 3 nebo 4. Operace FMA je:

Forma 4 operandů (FMA4) umožňuje, aby a, b, c a d byly v různých registrech, zatímco forma se 3 operandy (FMA3) vyžaduje, aby d bylo v jednom ze stejných registrů jako a, b nebo c. Forma 3 operandů činí kód kratší a snadněji implementovatelný v hardwaru, zatímco forma 4 operandů poskytuje větší flexibilitu programování.

FMA3

Procesory s podporou FMA3

• Intel
  • Intel představil hardwarovou implementaci FMA3 v procesorech založených na architektuře Haswell v roce 2013.
• AMD
  • Procesory AMD získaly podporu FMA3 v architektuře Bulldozer a Piledriver v roce 2012. [1] [2] .

Nové instrukce FMA3

Kromě hlavních instrukcí uvedených v tabulce obsahuje rozšíření FMA3 řadu instrukcí, které patří do následujících skupin:

• VFMADDSUB - násobení a střídavé sčítání a odčítání (odčítání na sudých pozicích, sčítání - na lichých);
• VFMSUBADD - násobení a střídavé odčítání a sčítání (sčítání na sudých pozicích, odčítání - na lichých);
• VFNMADD - násobení s opačným znaménkem a sčítáním;
• VFNMSUB - násobení s opačným znaménkem a odečítání.

FMA4

Procesory s podporou FMA4

• AMD
  • AMD poprvé implementovalo podporu FMA4 v procesorech architektury Bulldozer, které byly představeny v říjnu 2011 [3] , a architektura Piledriver také podporuje FMA4 [4] .
  • Počínaje mikroarchitekturou Zen (2017, značky Ryzen , EPYC) přestala AMD podporovat FMA4 [5] [6]
• Intel
  • Od roku 2013 procesory Intel nepodporují FMA4 a není známo, zda Intel bude podporovat FMA4 v budoucnu.

Nové instrukce FMA4

Historie

Nekompatibilita mezi FMA3 od Intelu a FMA4 od AMD je způsobena tím, že obě společnosti mění své plány, aniž by se vzájemně dohodly na detailech kódování. AMD změnilo plány z FMA3 na FMA4, zatímco Intel změnil plány z FMA4 na FMA3, téměř ve stejnou dobu.

Podpora kompilátoru

Různé kompilátory nabízejí různé úrovně podpory FMA.

• GCC 4.5.0 podporuje FMA4 s -mfma4 [7] .
• GCC 4.7.0 také podporuje FMA3 s -mfma.
• Microsoft Visual C++ 2010 SP1 podporuje FMA4. [osm]
• Microsoft Visual C++ 2012 podporuje FMA3.
• PathScale podporuje FMA4 s -mfma.
• Open64 5.0 má „omezenou podporu“.
• AMD x86 Open64 Compiler Suite podporuje FMA3 a FMA4 od verze 4.5.2 [9] .
• Kompilátory Intel podporují pouze FMA3.

Podpora v assembleru:

• NASM obdržel podporu pro FMA3 ve verzi 2.03 a FMA4 ve verzi 2.06.
• YAsm podporuje FMA3 a FMA4 od verze 1.1.0.
• FASM podporuje FMA3 i FMA4.

Viz také

• Násobení-sčítání

Poznámky

1. ↑ Dosažení rovnováhy . Dave Christie, blogy AMD Developer (7. května 2009). Staženo: 8. května 2009. (neurčitý)  (nedostupný odkaz)
2. ↑ Maffeo, Robin AMD a Visual Studio 11 Beta . AMD. Staženo: 8. prosince 2013. (neurčitý)  (nepřístupný odkaz)
3. ↑ AMD64 Architecture Programmer's Guide. Svazek 6. 128bitové a 256bitové instrukce XOP, FMA4 a  CVT16 . AMD (1. května 2009). Získáno 7. prosince 2013. Archivováno z originálu 20. května 2009.
4. ↑ Nové pokyny v "Bulldozer" a "Piledriver".  Krok vpřed ve vývoji vysoce výkonného softwaru . AMD (říjen 2012). Datum přístupu: 7. prosince 2013. Archivováno z originálu 7. ledna 2013.
5. ↑ [1] Archivováno 14. září 2017 na Wayback Machine "Ale vzhledem k tomu, že Zen je design s čistým listem, existují některá rozšíření instrukční sady nalezená v procesorech Bulldozer, která se nenacházejí v Zen/znver1. Mezi ty, které již nejsou přítomny, patří FMA4 a XOP."
6. ↑ [https://web.archive.org/web/20160304033017/https://sourceware.org/ml/binutils/2015-03/msg00078.html Archivováno 4. března 2016 na Wayback Machine Gopalasubramanian, G - [PATCH ]přidat procesor znver1]
7. ↑ GCC 4.5 je venku (downlink) . Získáno 7. prosince 2013. Archivováno z originálu 13. prosince 2013. (neurčitý) 
8. ↑ Vložené objekty FMA4 přidané do sady Visual Studio 2010 SP1 . Získáno 7. prosince 2013. Archivováno z originálu 16. prosince 2013. (neurčitý)
9. ↑ Novinka v x86 Open64 Compiler Suite v4.5.2 . Archivováno z originálu 13. listopadu 2013. (neurčitý)

Odkazy