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如果我拿这个代码

#include <cmath>

void compute_sqrt(const double* x, double* y, int n) {
  int i;
#pragma omp simd linear(i)
  for (i=0; i<n; ++i) {
    y[i] = std::sqrt(x[i]);
  }
}

并编译g++ -S -c -O3 -fopenmp-simd -march=cascadelake，然后我在循环中得到这样的指令（编译器-资源管理器）

...
  vsqrtsd %xmm0, %xmm0, %xmm0
...

XMM 是 128 位寄存器，但 cascadelake 支持 avx-512。有没有办法让 gcc 使用 256 (YMM) 或 512 位 (ZMM) 寄存器？

相比之下，ICC 默认为 cascadelake 使用 256 个寄存器：Compiling with products icc -c -S -O3 -march=cascadelake -qopenmp-simd( compiler-explorer )

...
  vsqrtpd 32(%rdi,%r9,8), %ymm1 #7.12
...

并且您可以添加-qopt-zmm-usage=high使用 512 位寄存器的选项（compiler-explorer）

...
  vrsqrt14pd %zmm4, %zmm1 #7.12
...
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XMM 是 128 位寄存器

更糟糕的是，vsqrtsd它甚至不是矢量运算，如sd末尾所示（标量，双精度）。XMM 寄存器也被像这样的标量浮点运算使用，但只有寄存器的低 64 位或 32 位包含有用数据，其余的被清零。

缺少的选项是-fno-math-errno（此标志也由 隐含-ffast-math，具有附加效果）和（可选）-mprefer-vector-width=512。

-fno-math-errno关闭errno数学运算的设置，特别是平方根，这意味着负输入会导致 NaN而不设置errno为EDOM. 默认情况下，ICC 显然不关心这一点。

-mprefer-vector-width=512使自动向量化在有意义时更喜欢 512 位操作。默认情况下，首选 256 位操作，至少对于cascadelake和skylake-avx512其他当前处理器而言，它可能不会在所有未来的处理器中保持这种状态。

于 2020-08-23T00:26:59.380 回答
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如果添加-ffast-math标志，gcc 将使用 YMM 寄存器，例如：

vsqrtpd (%rdi,%rax), %ymm0
vmovupd %ymm0, (%rcx,%rax)

演示

于 2020-08-23T00:20:24.560 回答