运行64位计算机的128位Fortran计算

Question

我有一个64位的Linux系统。我使用gfortran编译并运行我的Fortran代码，并输出一些数字以加倍精度，即小数点后16位。 e.g。

gfortran some_code.f -o executable1
./executable1
10.1234567898765432

如果我现在使用标志-fdefault-real-8进行编译，则Fortran双精度类型被提升为16字节= 128位并且输出一些数字，但精度更高〜33位小数。 e.g。

gfortran -fdefault-real-8 some_code.f -o executable2
./executable2
10.12345678987654321234567898765432

我的问题是：如果我的电脑只有64位，那么如何以如此高的精度完成这项计算？

Answer 1

首先，CPU为64位的事实意味着它使用64位指针（内存地址）。它与浮点变量大小没有任何关系。 32位CPU（甚至16位！）使用64位浮点数和整数就好了。 ¹

128位浮点数用软件实现，它是一种仿真＆＃34;一个128位浮点处理器单元，它实际上非常慢。这不是因为您的CPU是64位，而是因为CPU的浮点单元仅实现64位浮点运算。即使在英特尔的32位CPU中也是如此。

为GCC实现128位计算的库是libquadmath。

¹ 实际上，浮点位操作是在浮点单元（FPU）中完成的。它曾经是一个与CPU分离的特殊芯片，但现在它们总是集成在英特尔消费者处理器中。在过去，如果你没有购买单独的FPU，所有浮点运算都被模拟并且速度很慢。