Question

我发现OpenCL中的主机 - 客户端浮点标准存在问题。问题是，在x86中编译时，Opencl计算的浮点数与我的visual studio 2010编译器的浮点数不同。但是，在x64中进行编译时，它们处于相同的限制。我知道它必须是http://www.viva64.com/en/b/0074/

我在测试期间使用的来源是：http://www.codeproject.com/Articles/110685/Part-1-OpenCL-Portable-Parallelism 当我在x86中运行程序时，它会给我202个相等的数字，当内核和C ++程序取1269760个数字的平方时。然而，在64位构建中，1269760数字是正确的，换句话说是100％。此外，我发现opencl和x86 c ++的计算结果之间的误差是5.5385384e-014，这是一个非常小的部分但不够小，与数字的epsilon相比，即2.92212543378266922312416e-19。登记/> 这是因为，错误需要小于epsilon，因此程序可以将这两个数字识别为一个相同的数字。当然，通常人们永远不会比较本地的浮子，但很高兴知道浮动限制是不同的。是的，我试图设置flt：static，但得到了同样的错误。

所以我想对这种行为做一些解释。提前感谢所有答案。

Answer 1

由于在将项目从x86切换到x64时GPU代码没有任何变化，所以这一切都必须像在CPU上执行乘法一样。在x86和x64模式下浮点数处理之间存在一些细微的差别，最大的一点是因为任何x64 CPU也支持SSE和SSE2，默认情况下它用于Windows上64位模式的数学运算。

HD4770 GPU使用单精度浮点单元进行所有计算。另一方面，现代x64 CPU有两种处理浮点数的功能单元：

x87 FPU，具有更高的80位扩展精度
SSE FPU，以32位和64位精度运行，与其他CPU处理浮点数的方式非常兼容

在32位模式下，编译器不会假设SSE可用并生成通常的x87 FPU代码来进行数学运算。在这种情况下，像data[i] * data[i]这样的操作是使用更高的80位精度在内部执行的。种类if (results[i] == data[i] * data[i])的比较如下：

data[i]

FLD DWORD PTR data[i]推入x87 FPU堆栈
data[i] * data[i]使用FMUL DWORD PTR data[i]
result[i]使用FLD DWORD PTR result[i]
使用FUCOMPP

这就是问题所在。 data[i] * data[i]以80位精度驻留在x87 FPU堆栈元素中。 result[i]以32位精度来自GPU。这两个数字很可能会有所不同，因为data[i] * data[i]有更多有效数字，而result[i]有很多零（精度为80位）！

在64位模式下，事情以另一种方式发生。编译器知道你的CPU是否支持SSE，它使用SSE指令进行数学运算。在x64上以下列方式执行相同的比较语句：

data[i]使用MOVSS XMM0, DWORD PTR data[i]
data[i] * data[i]使用MULSS XMM0, DWORD PTR data[i]
result[i]使用MOVSS XMM1, DWORD PTR result[i]
使用UCOMISS XMM1, XMM0

在这种情况下，使用与GPU上使用的相同的32位单点精度执行平方运算。不会生成80位精度的中间结果。这就是为什么结果是一样的。

即使没有涉及GPU，也很容易实际测试。只需运行以下简单程序：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

float mysqr(float f)
{
    f *= f;
    return f;
}

int main (void)
{
    int i, n;
    float f, f2;

    srand(1);
    for (i = n = 0; n < 1000000; n++)
    {
        f = rand()/(float)RAND_MAX;
        if (mysqr(f) != f*f) i++;
    }
    printf("%d of %d squares differ\n", i);
    return 0;
}

专门编写

mysqr，以便中间80位结果将以32位精度float进行转换。如果在64位模式下编译并运行，则输出为：

0 of 1000000 squares differ

如果您在32位模式下编译并运行，则输出为：

999845 of 1000000 squares differ

原则上，您应该能够以32位模式更改浮点模型（项目属性 - ＆gt;配置属性 - ＆gt; C / C ++ - ＆gt;代码生成 - ＆gt;浮点模型）但这样做没有任何改变，因为至少在VS2010上，中间结果仍保留在FPU中。您可以做的是强制存储和重新加载计算的方形，以便在与GPU的结果进行比较之前将其舍入到32位精度。在上面的简单示例中，这可以通过更改：

来实现
if (mysqr(f) != f*f) i++;

到

if (mysqr(f) != (float)(f*f)) i++;

更改后，32位代码输出变为：

0 of 1000000 squares differ

Answer 2

就我而言

(float)(f*f)

没有帮助。我用了

  correct = 0;
  for(unsigned int i = 0; i < count; i++) {
    volatile float sqr = data[i] * data[i];
    if(results[i] == sqr)
      correct++;
  }

代替。

OpenCL浮点精度

2 个答案: