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Intel 與 AMD 在 RSQRTSS 的不同

 3 years ago
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neoserver,ios ssh client

Intel 與 AMD 在 RSQRTSS 的不同

看到「rr Trace Portability: Diverging Behavior of RSQRTSS in AMD vs Intel」這個，作者因為在 rr 上發現 replay 不正確，發現是 SSE 裡面的 RSQRTSS 這個指令在 Intel 與 AMD 平台上會有不同的值出現導致的。

RSQRTSS 是計算平方根倒數，也就是計算 1 / \sqrt{x}，另外比較特別的是，這個指令不保證正確性，是允許有誤差產生的。

提到平方根倒數，這個演算法更有名的應該是「反平方根快速演算法」這個用到 0x5f3759df 這個魔術數字的奇技淫巧，不過這不是這次的重點...

作者發現 RSQRTSS 在 Intel 與 AMD 平台的值不一定一樣，像是 256 的平方根導數是 1/16 (0.0625)，但兩個平台跑出來不同：

On Intel Skylake I get
out = 3d7ff000, float = 0.062485

On AMD Rome I get
out = 3d7ff800, float = 0.062492

在這邊的 case 可以看出來 AMD 算的比較正確 (誤差值比較低)，但都還是在 spec 允許的誤差範圍。

後來作者還發現有其他不同的指令也有類似的問題，為了解決在 rr 上可以正確 replay 的問題，他生了對應的 mapping table 來解：「Emulating AMD Approximate Arithmetic Instructions On Intel」。

苦啊... 不過這個主題還蠻有趣的。

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