iPhone ARMv6 VFP asm 延迟、吞吐量和危害

Question

在本文档中： http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0301g/DDI0301G_arm1176jzfs_r0p7_trm.pdf

在第 21-25 页（pdf 第 875 页）中，给出了 VFP 单元的汇编指令的吞吐量和延迟时间。

这些数字是否与向量大小无关？

1: 让我们以 FMULS 为例，它的吞吐量为 1，延迟为 8。这是否意味着如果我不使用当前不是由前一个函数计算的寄存器，我可以在每个周期开始一个新的 FMULS 操作？ 例如：

FMULS s8, s16, s20
FMULS s12, s21, s25

它们会紧接着执行吗？

2： 如果我有两个 FMULS 函数，其中一个参数取决于先前的计算，会发生什么情况

FMULS s8, s16, s20
FMULS s12, s21, s8

VFP 会在开始处理第二条指令之前等待 8 个周期吗？

3： 如果我们处于具有 4 个元素的向量模式，并且在第二条 FMULS 指令中，所有输入寄存器都可用，但只有一个可用。会发生什么？

4：sqrt 和除法： sqrt 或除法操作会阻止任何后续操作在 19 个周期内启动吗？

谢谢！

Answer 1

您的问题都在您链接的文档中得到解答。你应该仔细阅读它。

这些数字是否与向量大小无关？

没有。例如，请参见您链接的文档中的表 21-15。注意短向量FADDS的延迟。

这是否意味着我可以在每个周期开始一个新的FMULS 操作，如果它不依赖于尚不可用的早期结果？

是的，这就是吞吐量的定义。

如果我有两个 FMULS 函数，其中一个参数取决于之前的计算，会发生什么情况

在第一个FMULS 的结果可用之前，执行将停止。更多细节请参见 21.6 “记分牌的操作”。

如果我们处于具有 4 个元素的向量模式，并且在第二条 FMULS 指令中，所有输入寄存器都可用，但只有一个可用。会发生什么？

它会停止。相同的参考。

sqrt 和除法：sqrt 或除法操作会阻止任何后续操作在 19 个周期内启动吗？

没有。请参阅第 21.10 节“并行执行”。表 21-15 给出了一个示例，其中一个非依赖的FADDS 紧跟在FDIVS 之后执行。

请注意，对于许多类型的计算而言，编写比标量代码执行速度快得多的短向量 VFP 代码可能是一个挑战（尽管并非不可能）。即使你学会了如何去做，它的价值也值得怀疑，因为 NEON 单元似乎是 ARM 上矢量计算的新模型。从长远来看，暂时忽略短向量运算并专注于为未来学习 NEON，您可能会得到更好的服务。