ARM Cortex-A8: Jaka jest różnica między VFP a neonem

Architektonicznie, VFP (nie był nazywany zmiennoprzecinkowym wektorowym) rzeczywiście ma przepis do działania na wektorze zmiennoprzecinkowym w jednej instrukcji. Nie wydaje mi się, aby kiedykolwiek faktycznie wykonuje operacje wielokrotności jednocześnie( jak true SIMD), ale może zaoszczędzić trochę rozmiaru kodu. Jeśli jednak przeczytasz Podręcznik ARM Architecture Reference w Pomocy Shark (jak opisuję we wstępie do neonu, link 1 w pytaniu), zobaczysz w sekcji A2.6, że funkcja wektorowa VFP jest przestarzały w ARMv7 (co implementuje Cortex A8), a oprogramowanie powinno używać Zaawansowanego SIMD do operacji wektorów zmiennoprzecinkowych.

Co gorsza, w implementacji Cortex A8, VFP jest zaimplementowany z jednostką wykonawczą VFP Lite (Czytaj lite jako zajmującą mniejszą powierzchnię krzemu, a nie jako mającą mniej funkcji), co oznacza, że jest faktycznie wolniejszy niż na przykład na ARM11! Na szczęście większość instrukcji VFP z pojedynczą precyzją jest wykonywana przez jednostkę NEON, ale nie jestem oczywiście operacje Vector VFP działają; a nawet jeśli tak, to z pewnością wykonują wolniej niż w przypadku instrukcji NEON.

Mam nadzieję, że to wszystko wyjaśni!

Dla armv7 ISA (i wariantów)

Największą różnicą jest to, że VFP zapewnia podwójną precyzję zmiennoprzecinkowy.

Po drugie, istnieje kilka wyspecjalizowanych instrukcji, które oferuje VFP, dla których nie ma równoważnych implementacji w jednostce NEON. Przychodzi mi na myśl sqrt, być może jakieś konwersje typu.

Ale najważniejszą różnicą, o której nie wspomniano w odpowiedzi Cosmina, jest to, że rurociąg zmiennoprzecinkowy NEON nie jest całkowicie zgodny z IEEE-754. Najlepszy opis różnic znajduje się w opisie rejestru FPSCR .

Ponieważ nie jest Zgodny ze STANDARDEM IEEE-754, kompilator nie może wygenerować tych instrukcji, chyba że powiesz kompilatorowi, że nie jesteś zainteresowany pełną zgodnością. Można to zrobić na kilka sposobów.

1. użycie funkcji wewnętrznej do wymuszenia użycia neonu, na przykład zobacz listę funkcji wewnętrznej GCC Neon .
2. poproś kompilatora, bardzo ładnie. Nawet nowsze wersje GCC z -mfpu=neon nie będą generować instrukcji zmiennoprzecinkowych, chyba że podasz również -funsafe-math-optimizations.

Na armv8+ ISA (i warianty) [Update]

NEON jest teraz w pełni zgodny z IEE-754, a z punktu widzenia programisty (i kompilatora) nie ma zbyt dużej różnicy. Podwójna precyzja została wektoryzowana. Z punktu widzenia mikroarchitektury wątpię, by były to nawet różne jednostki sprzętowe. ARM dokumentuje instrukcje skalarne i wektorowe oddzielnie, ale obie są częścią " Advanced SIMD."

IIRC, VFP jest koprocesorem zmiennoprzecinkowym działającym sekwencyjnie.

Oznacza to, że można użyć instrukcji na wektorze pływaków do zachowania SIMD, ale wewnętrznie instrukcja jest wykonywana na każdym elemencie wektora w sekwencji.

Podczas gdy całkowity czas wymagany dla instrukcji jest przez to skrócony z powodu pojedynczej instrukcji load, VFP nadal potrzebuje czasu na przetworzenie wszystkich elementów wektora.

True SIMD zyska więcej wydajność zmiennoprzecinkowa netto, ale korzystanie z VFP z wektorami jest jeszcze szybsze niż korzystanie z niego czysto sekwencyjnie.