基于SIMD扩展部件的长向量超越函数实现方法

• 作者: 刘聃 郭绍忠 郝江伟 许瑾晨
• 来源期刊: 计算机科学
• 关键词: 基础数学库 向量超越函数 国产平台 流水优化 浮点计算
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 计算机体系结构
• 页码范围: 26-33
• 页数: 8页
• 分类号: TP311
• 语种: 中文

摘要

基础数学函数库是计算机系统非常关键的软件模块,然而国产申威平台上的长向量超越函数只能依靠循环调用系统标量函数来间接实现,该方法无法充分发挥申威平台SIMD扩展部件的计算性能.为了有效解决此问题,实现了申威平台基于SIMD扩展部件底层优化的长向量超越函数,提出了浮点计算融合算法,解决了两分支结构算法难以向量化的问题;提出了基于Estrin算法动态分组的大阶数多项式实现方法,提高了多项式汇编计算的流水性能.这是在国产申威平台上首次实现长向量超越函数库,提供的函数接口包含三角函数、反三角函数、对数函数、指数函数等.实验结果表明,双精度版本最大误差控制在3.5ULP(unit in the last place)以下,单精度版本最大误差控制在0.5ULP以下,该性能与申威平台直接循环调用系统标量函数相比有显著提高,平均加速比为3.71.