Compiler-Assisted Floating-Point Error Analysis and Profiling with FPChecker

背景

在科学计算与高性能计算（HPC）领域，浮点运算是核心基石。然而，随着 AI 和 HPC 应用为了追求极致的性能与能效，不断从 FP64 向 FP16、BF16 甚至 FP8 等低精度格式迁移，微小的舍入效应极易在计算过程中累积成巨大的数值错误。传统的浮点错误排查往往依赖人工经验或零散的调试手段，缺乏系统性的自动化分析工具。FPChecker 框架的出现，正是为了应对这一挑战，它通过编译器辅助的方式，为 C/C++ 代码的浮点行为提供了深度的分析与剖析能力。

核心内容

本次教程将于 2026 年 6 月 22 日在德国汉堡 Congress Center Hamburg 举行，主题为“基于 FPChecker 的编译器辅助浮点误差分析与剖析”。

教程的核心是介绍一套基于 FPChecker 框架（https://fpchecker.org/）和 clang/LLVM 构建的编译器辅助分析工具。该工具通过对 C/C++ 代码进行插桩（instrumentation），在不改变算法逻辑的前提下，深度暴露代码的浮点运算行为。参与者将系统学习以下技能：

1. 评估动态范围与精度需求：量化代码运行时的数值动态范围，为低精度移植提供数据支撑。
2. 追踪误差传播：实时监控并追踪舍入误差与相对误差在跨代码区域中的传播路径。
3. 检测数值极限异常：精准定位因数值溢出或无效操作产生的无穷大（Infinities）和非数（NaNs）。

教程包含大量动手实例，涵盖线性求解器、有限差分法等经典科学计算代码，参与者可在个人笔记本上实操。在进阶环节，参与者可将这些工具应用于自研应用或广泛使用的数值库中。

为降低参与门槛，所有工具和示例均通过 Conda 包管理器分发；对于无法在本地配置 Conda 环境的参与者，官方还提供了预配置的