g ++：optimization -march = haswell和更新更改數值結果

Question

當我注意到g ++似乎根據所選優化改變結果時，我一直在努力優化性能，當然還在進行回歸測試。 到目前為止，我認為-O2 -march=[whatever]應該為數值計算產生完全相同的結果，無論選擇何種體系結構。 然而，對於g ++來說似乎並非如此。 雖然使用舊架構到ivybridge產生與clang對任何架構相同的結果，但是對於haswell和更新的gcc，我得到了不同的結果。 這是gcc中的錯誤還是我誤解了有關優化的內容？ 我真的很吃驚，因為clang似乎沒有表現出這種行為。

請注意，我很清楚差異在機器精度范圍內，但它們仍然會干擾我的簡單回歸檢查。

這是一些示例代碼：

#include <iostream>
#include <armadillo>

int main(){
    arma::arma_rng::set_seed(3);
    arma::sp_cx_mat A = arma::sprandn<arma::sp_cx_mat>(20,20, 0.1);
    arma::sp_cx_mat B = A + A.t();
    arma::cx_vec eig;
    arma::eigs_gen(eig, B, 1, "lm", 0.001);
    std::cout << "eigenvalue: " << eig << std::endl;
}

編譯使用：

g++ -march=[architecture] -std=c++14 -O2 -o test example.cpp -larmadillo

gcc版本：6.2.1

鏗鏘版：3.8.0

編譯為64位，在Intel Skylake處理器上執行。

Answer 1

這是因為GCC默認使用fusion-multiply-add（fma）指令（如果可用）。 相反，Clang默認不使用它們，即使它可用。

a*b+c可以不同，無論是否使用fma，這就是為什么你得到不同的結果，當你使用-march=haswell （Haswell是第一個支持fma的Intel CPU）。

您可以決定是否要將此功能與-ffp-contract=XXX 。

• -ffp-contract=off ，你不會得到fma指令。
• -ffp-contract=on ，你得到fma指令，但只有在語言標准允許的情況下收縮。 在當前版本的GCC中，這意味着關閉（因為它尚未實現）。
• -ffp-contract=fast （這是GCC的默認值），你會得到fma指令。