FMA (англ. Fused Multiply-Add, умножение-сложение с однократным округлением) — это набор опциональных 128- и 256-битных SIMD-инструкций для архитектур x86 и x86-64, предназначенный для выполнения операции умножения-сложения над числами в формате с плавающей запятой.
Существует два варианта расширений, добавляющих инструкции FMA:
У инструкций FMA3 и FMA4 почти идентичная функциональность, но они не являются совместимыми. Обе содержат SIMD-инструкции умножения-сложения для чисел с плавающей точкой. Их поддержка в компиляторах займёт некоторое время.
Разница между FMA3 и FMA4 заключается в том, сколько различных операндов есть у инструкции — 3 или 4. Операция FMA имеет вид:
Форма с 4 операндами (FMA4) позволяет a, b, c и d находиться в разных регистрах, тогда как форма с 3 операндами (FMA3) требует, чтобы d находился в одном из тех регистров, в которых находится a, b или c. Форма с 3 операндами делает код короче, а также её проще реализовать аппаратно, тогда как форма с 4 операндами обеспечивает большую гибкость программирования.
Инструкция | Операнды | Операция |
---|---|---|
VFMADD132PDy, VFMSUB132PDy | ymm, ymm, ymm/m256 | a = a·c ± b |
VFMADD132PSy, VFMSUB132PSy | ||
VFMADD132PDx, VFMSUB132PDx | xmm, xmm, xmm/m128 | |
VFMADD132PSx, VFMSUB132PSx | ||
VFMADD132SD, VFMSUB132SD | xmm, xmm, xmm/m64 | |
VFMADD132SS, VFMSUB132SS | xmm, xmm, xmm/m32 | |
VFMADD213PDy, VFMSUB213PDy | ymm, ymm, ymm/m256 | a = b·a ± c |
VFMADD213PSy, VFMSUB213PSy | ||
VFMADD213PDx, VFMSUB213PDx | xmm, xmm, xmm/m128 | |
VFMADD213PSx, VFMSUB213PSx | ||
VFMADD213SD, VFMSUB213SD | xmm, xmm, xmm/m64 | |
VFMADD213SS, VFMSUB213SS | xmm, xmm, xmm/m32 | |
VFMADD231PDy, VFMSUB231PDy | ymm, ymm, ymm/m256 | a = b·c ± a |
VFMADD231PSy, VFMSUB231PSy | ||
VFMADD231PDx, VFMSUB231PDx | xmm, xmm, xmm/m128 | |
VFMADD231PSx, VFMSUB231PSx | ||
VFMADD231SD, VFMSUB231SD | xmm, xmm, xmm/m64 | |
VFMADD231SS, VFMSUB231SS | xmm, xmm, xmm/m32 |
Кроме перечисленных в таблице основных инструкций, расширение FMA3 содержит ещё ряд инструкций, относящихся к следующим группам:
Инструкция | Операнды | Операция |
---|---|---|
VFMADDPDx | xmm, xmm, xmm/m128, xmm/m128 | a = b·c + d |
VFMADDPDy | ymm, ymm, ymm/m256, ymm/m256 | |
VFMADDPSx | xmm, xmm, xmm/m128, xmm/m128 | |
VFMADDPSy | ymm, ymm, ymm/m256, ymm/m256 | |
VFMADDSD | xmm, xmm, xmm/m64, xmm/m64 | |
VFMADDSS | xmm, xmm, xmm/m32, xmm/m32 |
Несовместимость между FMA3 от Intel и FMA4 от AMD вызвана тем, что обе компании изменили свои планы без согласования деталей кодирования друг с другом. AMD изменила планы от FMA3 в сторону FMA4, тогда как Intel — от FMA4 в сторону FMA3, практически единовременно.
Различные компиляторы предлагают различный уровень поддержки FMA.
Поддержка в ассемблерах:
Intel | |
---|---|
AMD | |
Cyrix |