浮點數學執行時間

Question

是什么原因導致第一個數據集的執行時間增加了？ 裝配說明是相同的。

如果DN_FLUSH標志未打開，則第一個數據集需要63毫秒，第二個數據集需要15毫秒。
在DN_FLUSH標志打開的情況下，第一個數據集需要15毫秒，第二個數據集需要約0毫秒。

因此，在這兩種情況下，第一數據集的執行時間都要大得多。

有沒有辦法減少執行時間與第二個數據集更接近？

我正在使用C ++ Visual Studio 2005，/ arch：SSE2 / fp：在Intel Core 2 Duo T7700 @ 2.4Ghz Windows XP Pro上快速運行。

#define NUMLOOPS 1000000

// Denormal values flushed to zero by hardware on ALPHA and x86
// processors with SSE2 support. Ignored on other x86 platforms
// Setting this decreases execution time from 63 milliseconds to 16 millisecond
// _controlfp(_DN_FLUSH, _MCW_DN);

float denormal = 1.0e-38;
float denormalTwo = 1.0e-39;
float denormalThree = 1;

tickStart = GetTickCount();

// Run First Calculation Loop 
for (loops=0; loops < NUMLOOPS; loops++)
{
    denormalThree = denormal - denormalTwo;
}

// Get execution time
duration = GetTickCount()-tickStart;
printf("Duration = %dms\n", duration);

float normal = 1.0e-10;
float normalTwo = 1.0e-2;
float normalThree = 1;

tickStart = GetTickCount();

// Run Second Calculation Loop 
for (loops=0; loops < NUMLOOPS; loops++)
{
    normalThree = normal - normalTwo;
}

// Get execution time
duration = GetTickCount()-tickStart;
printf("Duration = %dms\n", duration);

Answer 1

引自英特爾優化手冊：

當SIMD浮點指令的輸入操作數[這里包括使用SSE完成的標量算法]包含的值小於數據類型的可表示范圍時，會發生非正規異常。 這會導致嚴重的性能損失。 SIMD浮點運算具有清零模式，其中結果不會下溢。 因此，后續計算將不會面臨處理非正規輸入操作數的性能損失。

至於如何避免這種情況，如果你不能刷新非規范：盡你所能確保你的數據適當縮放，你首先不會遇到非正規數。 通常這意味着延遲應用一些比例因子，直到你完成所有其他計算。

或者，你的計算是double ，具有更大的指數范圍，因此使得你首先遇到非正規數的可能性要小得多。

Answer 2

英特爾手冊第1卷第10.2.3.3章的另一個引用：

清零到零模式與IEEE標准754不兼容.IEEE規定的對下溢的屏蔽響應是提供非規范化結果（參見第4.8.3.2節“歸一化和非規范化有限數”）。 提供清零模式主要是出於性能原因 。 以微小的精度損失為代價，對於下溢很常見並且可以容忍將下溢結果舍入為零的應用，可以實現更快的執行。