至强的 gcc 优化标志？

Question

我希望您的输入在针对至强进行优化时使用哪些 gcc 编译器标志？

mtune 或 March 中没有“至强”，那么哪个是最接近的匹配？

Answer 1

最近 GCC / Xeon 的更新。

• 基于 Sandy-Bridge 的Xeon （E3-12xx 系列、E5-14xx/24xx 系列、E5-16xx/26xx/46xx 系列）。

  -march=corei7-avx对于 GCC < 4.9.0 或-march=sandybridge对于 GCC >= 4.9.0。

  这将启用高级矢量扩展支持以及 Sandy Bridge 的 AES 和PCLMUL指令集。 以下是 GCC i386/x86_64 选项页面的概述：

  具有 64 位扩展的 Intel Core i7 CPU，支持 MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2、AVX、AES 和 PCLMUL 指令集。

• 基于 Ivy-Bridge 的Xeon （E3-12xx v2 系列、E5-14xx v2/24xx v2 系列、E5-16xx v2/26xx v2/46xx v2 系列、E7-28xx v2/48xx v2/88xx v2 系列） .

  -march=core-avx-i对于 GCC < 4.9.0 或-march=ivybridge对于 GCC >= 4.9.0。

  这包括 Sandy Bridge (corei7-avx) 选项，同时还支持新的 Ivy 指令集：FSGSBASE、 RDRND和F16C 。 从 GCC 选项页面：

  具有 64 位扩展的 Intel Core CPU，支持 MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2、AVX、AES、PCLMUL、FSGSBASE、RDRND 和 F16C6 指令集。

• 基于 Haswell 的Xeon （E3-1xxx v3 系列、E5-1xxx v3 系列、E5-2xxx v3 系列）。

  -march=core-avx2对于 GCC 4.8.2/4.8.3 或-march=haswell对于 GCC >= 4.9.0。

  从 GCC 选项页面：

  具有 64 位扩展的 Intel Haswell CPU、MOVBE、MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2、POPCNT、AVX、AVX2、AES、PCLMUL、FSGSBASE、RDRND、FMA、BMI、BMI2 和 F16C指令集支持。

• 基于 Broadwell 的Xeon （E3-12xx v4 系列、E5-16xx v4 系列）

  -march=core-avx2对于 GCC 4.8.x 或-march=broadwell对于 GCC >= 4.9.0。

  从 GCC 选项页面：

  具有 64 位扩展的 Intel Broadwell CPU、MOVBE、MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2、POPCNT、AVX、AVX2、AES、PCLMUL、FSGSBASE、RDRND、FMA、BMI、BMI2、F16C 、RDSEED、ADCX 和 PREFETCHW 指令集支持。

• 基于 Skylake 的Xeon （E3-12xx v5 系列）和基于 KabyLake 的Xeon （E3-12xx v6 系列）：

  -march=core-avx2用于 GCC 4.8.x 或-march=skylake用于 GCC 4.9.x 或-march=skylake-avx512用于 GCC >= 5.x

  AVX-512是 256 位高级矢量扩展 SIMD 指令的 512 位扩展。

  从 GCC 选项页面：

  具有 64 位扩展的 Intel Skylake 服务器 CPU、MOVBE、MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2、POPCNT、PKU、AVX、AVX2、AES、PCLMUL、FSGSBASE、RDRND、FMA、BMI、 BMI2、F16C、RDSEED、ADCX、PREFETCHW、CLFLUSHOPT、XSAVEC、XSAVES、AVX512F、AVX512VL、AVX512BW、AVX512DQ 和 AVX512CD 指令集支持。

• 基于 Coffee Lake 的Xeon (E-21xx)： -march=skylake-avx512 。

• 基于 Cascade Lake 的Xeon （Platinum 8200/9200 系列、Gold 5200/6200 系列、Silver 4100/4200 系列、Bronze 3100/3200 系列）：-march -march=cascade-lake （需要gcc 9.x ）。

  从 GCC 选项页面：

  启用 MOVBE、MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2、POPCNT、PKU、AVX、AVX2、AES、PCLMUL、FSGSBASE、RDRND、FMA、BMI、BMI2、F16C、RDSEED、ADCX、PREFETCHW 、CLFLUSHOPT、XSAVEC、XSAVES、AVX512F、CLWB、AVX512VL、AVX512BW、AVX512DQ、AVX512CD 和 AVX512VNNI。

  AVX-512 矢量神经网络指令(AVX512 VNNI) 是 x86 扩展，是 AVX-512 的一部分，旨在加速基于卷积神经网络的算法。

• 基于 Cooper Lake 的Xeon （白金、金、银、铜）：- -march=cooperlake （需要gcc 10.1 ）。

  该开关启用 AVX512BF16 ISA 扩展。

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要了解编译器将如何使用-march=native选项，您可以使用：

gcc -march=native -Q --help=target

Answer 2

较新版本的 gcc 具有-march=native可让编译器自动确定最佳的-march标志。

Answer 3

Xeon 是一个营销术语，因此它涵盖了一长串内部结构截然不同的处理器。

如果您指的是较新的 Nehalem 处理器（Core i7），那么这张幻灯片表明从 4.3.1 gcc 开始应该使用 -march=generic（尽管您自己的应用程序测试可能会发现其他设置优于此）。 如果您希望优化 FP 数学的该方面，4.3 系列还添加了 -msse4.2。

这里有一些讨论比较英特尔编译器和一些 gcc 标志的调整。

Answer 4

以下将向您显示处理器支持的所有标志：

cat /proc/cpuinfo | grep flags | head -1

确定您的处理器存在哪些优化的最佳方法不仅取决于模型，还取决于您正在编译的系统上的 gcc 版本。 确保检查您拥有的 gcc 版本，并交叉参考他们的文档：

https://gcc.gnu.org/onlinedocs

即我有 Slackware 14.1 x64，它有 gcc 4.8.2，所以我会去这里：

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.2/gcc/i386-and-x86-64-Options.html#i386-and-x86-64-Options

Answer 5

March=native 适用于您自己的机器，但不适用于二进制版本。

-march=nocona 建议用于 atom 330 (p4/64bit) -march=core2 用于 core2

我假设你要去 64 位。

Answer 6

我使用 Intel CPU 和 x86_64 的经验是，每次我试图告诉 gcc 针对特定 CPU 类型进行优化时，性能都会比使用 -march=generic 更差，而不是更好。 YMMV，当然，但这些年来我一直在玩这样的东西很多次，而且一直都是这样。

OTOH，在 i386 上，目标至少是 i686 可能是有意义的，或者，如果您想要 SSE 数学，至少是奔腾 4。