c++ - OpenCL 内核浮点除法给出不同的结果

Question

我有一个 OpenCL 内核用于一些计算。我发现只有一个线程使用 CPU 代码给出不同的结果。我使用的是vs2010 x64 Release模式。

通过一些示例检查 OpenCL 代码，我发现了一些有趣的结果。以下是内核代码中的测试示例。

我在OpenCl内核中测试了3种情况，精度通过printf("%.10f", fval);检查

情况1:

float fval = (10296184.0) / (float)(x*y*z);  // which gives result fval = 3351.6225585938

float fval = (10296184.0f) / (float)(x*y*z);  // which gives result fval = 3351.6225585938

变量是:int x,y, z

这些值是通过一些操作计算出来的。它们的值为 x=12, y=16, z=16;

情况2:

float fval = (10296184.0) / (float)(12*16*16); // which gives result fval = 3351.6223144531

float fval = (10296184.0f) / (float)(12*16*16); // which gives result fval = 3351.6223144531

情况3:

但是，当我计算 fval 的差异时使用以上两个表达式，如果使用10296184.0，结果为0 .

float fval = (10296184.0) / (float)(x*y*z) - (10296184.0) / (float)(12*16*16); // which gives result fval = 0.0000000000

float fval = (10296184.0f) / (float)(x*y*z) - (10296184.0f) / (float)(12*16*16); // which gives result fval = 0.0001812663

谁能解释一下原因或者给我一些提示吗？

Answer 1

一些观察:

两个 float 值相差 1 ULP 。因此结果存在最小程度的差异。

// Float ULP in the 2's place here
//       v
0x1.a2f3ea0000000p+11 3351.622314... // OP's lower float value 
0x1.a2f3eaaaaaaabp+11 3351.622395... // higher precision quotient
0x1.a2f3ec0000000p+11 3351.622558... // OP's higher float value 

(10296184.0)/(float)(12*16*16) 在编译时计算，结果更接近预期的数学答案。

float fval = (10296184.0)/(float)(x*y*z) 在运行时计算。

考虑到使用的是 float 变量，令人惊讶的是代码使用 double 数学进行除法运算。这是一个 double 常量除以 double(这是 float 产品的升级)，结果是 double > 商，转换为 float 然后保存。我希望使用 10296184.0f - 请注意 f - ，然后数学就可以全部作为 float 完成。

C 允许由 FLT_ROUNDS 表示的不同舍入模式，这在编译时和运行时可能有所不同，并且可能解释了差异。了解 fegetround() 的结果(该函数获取当前舍入方向。)会有所帮助。

OP可能采用了各种牺牲精度来换取速度的编译器优化。

<小时/>

C 不指定数学运算的精度，但在高质量平台上，*/+ - sqrt() modf() 应该能达到最后的 ULP 效果。我怀疑代码的数学实现较弱。