OpenBLAS 编译安装中的架构适配问题解析

问题背景

在使用OpenBLAS进行科学计算时，用户可能会遇到编译安装过程中的架构适配问题。本文以Intel Xeon Platinum 8458P处理器上编译OpenBLAS 0.3.9版本时出现的make: *** [Makefile.prebuild:66: getarch_2nd] Error 1错误为例，深入分析问题原因并提供解决方案。

错误现象分析

在x86_64架构的Intel Xeon Platinum 8458P处理器上编译OpenBLAS时，用户执行以下命令后出现错误：

make TARGET=SKYLAKEX DYNAMIC_ARCH=1 DYNAMIC_OLDER=1 USE_THREAD=0 USE_OPENMP=0 FC=gfortran CC=gcc COMMON_OPT="-O3 -g -fPIC" FCOMMON_OPT="-O3 -g -fPIC -frecursive" NMAX="NUM_THREADS=128" LIBPREFIX="libopenblas" LAPACKE="NO_LAPACKE=1" INTERFACE64=0 NO_STATIC=1

make -j4 PREFIX=/usr/local NO_STATIC=1 install

错误信息显示在getarch_2nd.c文件中，多个与GEMM运算相关的宏定义未声明，包括：

• SGEMM_DEFAULT_UNROLL_M/N
• DGEMM_DEFAULT_UNROLL_M/N
• CGEMM_DEFAULT_UNROLL_M/N
• ZGEMM_DEFAULT_UNROLL_M/N
• 以及对应的Q参数

根本原因

1. 处理器架构不匹配：用户使用的是较新的Intel Xeon Platinum 8458P处理器(Sapphire Rapids架构)，而OpenBLAS 0.3.9版本发布于4年前，缺乏对新架构的完整支持。

2. 安装阶段目标架构丢失：虽然在编译阶段指定了TARGET=SKYLAKEX，但在安装阶段没有重复此参数，导致安装时尝试自动检测架构失败。

3. 版本兼容性问题：旧版本OpenBLAS对新处理器的支持有限，特别是在自动检测架构时可能出现问题。

解决方案

1. 升级OpenBLAS版本：建议使用0.3.25或更新版本，这些版本已修复了类似问题。

2. 完整指定目标架构：在安装阶段也需要明确指定目标架构：

   make PREFIX=/usr/local NO_STATIC=1 TARGET=SKYLAKEX install
   

3. 针对新处理器的优化：对于Intel Xeon Platinum 8458P这类新处理器，可以考虑：

   • 使用TARGET=SAPPHIRERAPIDS（如果版本支持）
   • 或使用TARGET=GENERIC作为备选方案

技术建议

1. 版本选择：除非有特殊兼容性要求，建议使用最新稳定版OpenBLAS，以获得更好的性能和对新硬件的支持。

2. 编译参数优化：对于高性能计算场景，可以尝试以下优化参数：

   make TARGET=SAPPHIRERAPIDS DYNAMIC_ARCH=1 NUM_THREADS=64 \
   USE_OPENMP=1 CC=gcc FC=gfortran
   

3. 验证安装：安装完成后，建议运行测试用例验证功能完整性：

   make test
   

总结

OpenBLAS作为高性能BLAS实现，其编译安装过程需要特别注意处理器架构的适配问题。对于新硬件平台，推荐使用较新版本的OpenBLAS，并在所有相关命令中明确指定目标架构参数。通过合理的配置，可以充分发挥硬件性能，避免兼容性问题。

对于必须使用旧版本的特殊场景，建议仔细研究版本说明文档，了解其对不同处理器架构的支持情况，必要时可以手动修改配置文件来解决特定的编译问题。