ネットワーク送信のために 32 ビット浮動小数点数を 16 ビットに効率的に変換するにはどうすればよいですか?

32 ビットから 16 ビット浮動小数点への変換:

背景:
ライブラリを探していますまたは、32 ビットと 16 ビットの浮動小数点数の間でシームレスに変換できるアルゴリズム。目標は、精度が失われる可能性を認識した上で、ネットワーク経由で送信する 32 ビット浮動小数点数のサイズを減らすことです。

解決策:

ブランチレス変換:
提供されるソリューションは、-true == ~0 であるという事実を利用するブランチレス変換手法を利用します。これにより、条件付きジャンプや複雑なロジックを使用せずに効率的な変換が可能になります。

精度:
正確な丸めを保証するために、アルゴリズムはビット単位の演算を実行し、タイブレーク バイアスを採用します。 。これにより、入力形式と出力形式の精度に大きな違いがある場合でも、値が正しく丸められることが保証されます。

簡略化されたロジック:
提供されたコードには、それぞれの上のコメントとして簡略化された if ステートメントが含まれています。明瞭さを高めるためにブランチレスを選択します。さらに、すべての受信 NaN (非数値) 値は、速度と一貫性のために基本の Quiet NaN に変換されます。

使用法:
encode_flt16 関数を使用して変換できます。 32 ビットまたは 64 ビット浮動小数点から 16 ビット浮動小数点形式へ。 16 ビット浮動小数点をデコードして 32 ビットまたは 64 ビット表現に戻すには、decode_flt16 関数を使用できます。

ネットワーク送信用に最適化:
生成された 16 ビットfloat はサイズが小さいため、ネットワーク送信に適しており、データ転送速度を効果的に最適化します。

追加機能:

広範なフォーマットのサポート:
提供されたアルゴリズムは、リクエストに応じて、32 ビットと 16 ビットの半精度 IEEE フォーマット間の変換をサポートします。

クロスプラットフォーム互換性:
ソリューションは設計されています複数のプラットフォーム間で動作し、アプリケーションの移植性を提供します。

注意:

精度の損失:
クエリに記載されているとおり、32 ビットから 16 ビット浮動小数点数に変換すると、精度が大幅に低下する可能性があります。このアルゴリズムは、16 ビット形式内で元の値を最大限に近似することしかできません。

代替アプローチ:

非対数の線形化値:
値がゼロに近づく対数分解能を必要としない場合は、処理を高速化するために値を固定小数点形式に線形化することを検討できます。ただし、この手法は、提供されるソリューションの焦点では​​ありません。

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