[Перевод] Ни одна реализация элементарных функций не соответствует стандарту IEEE 754

info@vsetut.pro

О проекте

Вернуться

12.02.2025 13:01:10 | Хабр

Хабы: Блог компании RUVDS.com, IT-стандарты, Алгоритмы, Математика, Программирование

Введённый в 1985 году стандарт IEEE-754 для чисел с плавающей запятой был предназначен для решения проблемы разнородности реализаций чисел с плавающей запятой, мешавших портируемости кода, а также для повышения стабильности между платформами.

Он получил широкое применение и многократно пересматривался в течение прошедших лет. Если вы когда-нибудь работали с любыми вещественными числами в своих приложениях, то они, вероятно, отвечали этому стандарту.

Моя работа в течение последнего года заключалась в анализе погрешности различных математических функций, накопления этой погрешности и способов её уменьшения при помощи различных программных паттернов. Одной из исследованных мной тем были базовые математические функции, используемые в функциях активации нейронных сетей, а также способы их аппроксимации для повышения производительности. В процессе работы нам пришлось столкнуться с противодействием со стороны людей, активно стремящихся к корректной реализации математических функций и к соответствию их стандартам, в частности, к соблюдению обеспечения корректности одной наименее значимой единицы измерения (unit in last place, ULP) для элементарных функций.

Я был заинтересован в дальнейшей работе по аппроксимации этих функций, поэтому приступил к исследованию того, каким образом они гарантируют корректность, и если они корректны только на 1 ULP, то где располагаются ошибки в области определения функции.

В процессе изучения я обнаружил, что ни одна из популярных математических библиотек, используемых во множестве сфер вычислений, на самом деле не выполняет корректное округление в соответствии с требованиями любой версии IEEE 754 после первой редакции 1985 года. Читать дальше →

Подробнее