Результаты исследования микроархитектуры Paradoxal VTune Amplifier

Я пытаюсь оптимизировать функцию приближения sin/cos. В основе лежит простая схема Хорнера, состоящая из набора операций умножения и добавления. Компилятор — MSVC от VS2017, процессор — Intel Xeon E5-1650, гиперпоточность включена (но наблюдения практически идентичны, если она выключена).

Используя Intel VTune Amplifier 2019, я получил результаты профилирования (конечно, релизную сборку) для> 1 минуты запуска функции на случайных двойниках (между -2 pi и 2 pi), при этом ~ 40% тактов было потрачено в показанном разделе. ниже (остальное - уменьшение дальности + тестовая обвязка). Однако я не могу понять микроархитектурные метрики, которые мне представляет VTune:

(атрибуция исходной строки MSVC после встраивания ужасна.)

Вот соответствующий код C++, который был встроен:

void stableSinCosApproximation(double x, double* sinApprox, double* cosApprox)
{
    double x2 = x * x;
    *sinApprox = x * (sinCoeff[7] + x2 * (sinCoeff[6] + x2 * (sinCoeff[5] + x2 * (sinCoeff[4] + x2 * (sinCoeff[3] + x2 * (sinCoeff[2] + x2 * (sinCoeff[1] + x2 * sinCoeff[0])))))));
    *cosApprox = (cosCoeff[7] + x2 * (cosCoeff[6] + x2 * (cosCoeff[5] + x2 * (cosCoeff[4] + x2 * (cosCoeff[3] + x2 * (cosCoeff[2] + x2 * (cosCoeff[1] + x2 * cosCoeff[0])))))));
}

Очевидно, что ассемблерный листинг содержит только один непрерывный блок инструкций. Никаких переходов (и никаких целей перехода), никакого ветвления или условного выполнения вообще. Тем не менее, здесь есть несколько показателей, значения которых я не могу понять с помощью информации, предоставленной встроенной или онлайн-справкой VTune.

Конкретный вопрос:

• Во второй половине кода почти нет атрибуции, тактов и прочего. Почему?

• Первая половина имеет постоянно растущий уровень потребительских цен. Хорошо, может быть, это и предыдущий пункт связаны с чем-то, связанным с неправильной атрибуцией, но я этого не понимаю.

• Метрики говорят, что есть плохие спекуляции. Но при расширении этого столбца он не показывает ни ошибочных прогнозов ветвей, ни очистки машины: Что это должно мне сказать? В каком качестве ЦП спекулирует здесь?

• Я также предположительно теряю хороший кусок uops из-за привязки к интерфейсу. Является ли корреляция с колонкой плохих предположений всего лишь совпадением? Что мне делать с этой информацией?

Предварительные примечания:

• Повторная реализация гарантирует согласованность на нескольких платформах (из одного и того же двоичного файла). Встроенные функции sin/cos могут различаться на несколько ULP на разных машинах, что может убить воспроизводимость результатов.

• Да, я знаю о FMA, но не каждая платформа, на которой должен работать этот (один) двоичный файл, предоставляет их. В данный момент я не собираюсь отправлять сообщения во время выполнения.