[發明專利]一種基于國產異構眾核平臺的高精度浮點數模擬方法

在審

• 申請號: 202110479704.1
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN114217764A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 劉齊;文延華;王飛;董恩銘;方燕飛;楊小川;于康;李雁冰;王云飛
• 申請（專利權）人: 無錫江南計算技術研究所
• 主分類號: G06F7/483
• 分類號: G06F7/483;G06F9/30;G06F15/16
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 王健

本發明公開一種基于國產異構眾核平臺的高精度浮點數模擬方法，包括以下步驟：S1、初始數據類型的轉換與表示：利用數據類型轉換函數實現源數據類型到高精度浮點數的轉換；S2、根據具體功能，對符號位、指數位以及尾數分別進行相應的運算，并用指令進行加速；S3、對S2中的結果進行就近取偶舍入，并根據舍入結果對指數進行調整，得到高精度浮點運算的結果。本發明降低了用戶的編程難度，使得高精度浮點運算的實現指令條數更少，計算效率更高。

技術領域

本發明涉及一種基于國產異構眾核平臺的高精度浮點數模擬方法，屬于高精度浮點運算技術領域。

背景技術

高精度浮點運算在許多大規模并行算法中都具有廣泛地應用，但是當前國產異構眾核平臺只支持單精度與雙精度浮點運算，沒有相應的高精度浮點數指令支持，使得用戶需要通過數組、標量以及復雜的算法來間接的實現高精度浮點數的功能，實現復雜且計算效率低。以80比特浮點數乘法為例，利用整型表示80比特浮點數的符號位以及指數位，利用無符號長整型表示其尾數位，相乘時，符號異或，指數相加，尾數相乘，但是64比特的尾數相乘產生128比特的乘積，長整型乘法無法實現，通常的做法是將兩個64比特的無符號長整型拆分成四個32比特的數存儲在無符號長整型中，然后分別相乘，錯位相加，這種方法實現復雜，且沒有使用國產異構眾核平臺支持的相應指令，計算效率低。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于國產異構眾核平臺的高精度浮點數模擬方法，以解決國產異構眾核平臺上高精度浮點運算實現復雜，計算效率低的問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種基于國產異構眾核平臺的高精度浮點數模擬方法，用于對浮點計算精度以及計算效率要求較高的課題，利用標量模擬浮點數的符號位、指數位以及尾數位，并基于國產異構眾核平臺指令進行加速，實現高精度浮點數的加法、減法、乘法、除法、開方、取整、取小數、類型轉換、比較、取絕對值、取反功能，基于以下配置：

將高精度浮點數定義為結構體mdouble，mdouble的各個成員的定義均滿足IEEE754，具體如下：

包括以下步驟：

S1、初始數據類型的轉換與表示：利用數據類型轉換函數實現源數據類型到高精度浮點數的轉換；

S2、根據具體功能，對符號位、指數位以及尾數分別進行相應的運算，并用指令進行加速；

S3、對S2中的結果進行就近取偶舍入，并根據舍入結果對指數進行調整，得到高精度浮點運算的結果。

由于上述技術方案的運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

本發明一種基于國產異構眾核平臺的高精度浮點數模擬方法，降低了用戶的編程難度，使得高精度浮點運算的實現指令條數更少，計算效率更高，滿足了國產異構眾核平臺用戶對高精度浮點計算的需求。

附圖說明

附圖1為雙精度浮點數類型的結構圖；

附圖2為80比特浮點數類型的結構圖；

附圖3為模擬的80比特浮點數mdouble的結構圖；

附圖4為mdouble類型數據的基本運算過程示意圖。

具體實施方式

實施例：本發明提供一種基于國產異構眾核平臺的高精度浮點數模擬方法，適用于對浮點計算精度以及計算效率要求較高的課題，利用標量模擬浮點數的符號位、指數位以及尾數位，并基于國產異構眾核平臺指令進行加速，實現高精度浮點數的加法、減法、乘法、除法、開方、取整、取小數、類型轉換、比較、取絕對值、取反功能，基于以下配置：

將高精度浮點數定義為結構體mdouble，mdouble的各個成員的定義均滿足IEEE754，具體如下：

包括以下步驟：

S1、初始數據類型的轉換與表示：利用數據類型轉換函數實現源數據類型到高精度浮點數的轉換；