SciPy项目在macOS 15.1系统下使用Accelerate框架的数值精度问题分析

在科学计算领域，线性代数运算的数值精度至关重要。近期在SciPy项目中发现，当在macOS 15.1系统（代号Sequoia）的ARM M1芯片设备上使用Accelerate框架时，线性代数模块（scipy.linalg）出现了大量测试失败的情况。这一现象引起了开发团队的重视，因为Accelerate是苹果系统原生提供的数学运算加速框架。

经过深入分析，发现问题主要出现在复数双精度（complex128）的线性代数运算中。具体表现为在以下功能的测试用例中出现数值精度不达标的情况：

• 广义舒尔分解（QZ算法）相关函数（gges/tgsen等）
• QR分解更新操作
• 离散代数Riccati方程求解器
• 特征值计算相关函数

技术团队通过交叉验证发现，当使用OpenBLAS作为后端时，这些测试用例都能正常通过，因此将问题定位到Accelerate框架的实现上。进一步调查显示，这与LAPACK 3.11.0版本中引入的?LARTG函数变更有关。该函数用于计算Givens旋转，是许多线性代数运算的基础组件。

苹果开发团队确认了这一问题，指出在从LAPACK 3.9.1升级到3.11.0的过程中，虽然参考实现声称提高了精度，但在特定情况下反而导致了数值精度的下降。作为解决方案，苹果在macOS 15.2版本中回退了?LARTG函数的实现，恢复了3.9.1版本的行为。

对于开发者而言，这一案例提供了几个重要启示：

1. 数值计算库的版本升级可能带来微妙的精度变化
2. 系统级数学库的更新需要特别关注
3. 完善的测试套件对于发现数值问题至关重要

目前，随着macOS 15.2的正式发布，这一问题已得到解决。SciPy团队建议用户升级系统以获得最佳的数值计算体验。这一事件也展示了开源社区与商业公司之间有效的协作模式，通过快速反馈和响应机制，共同提升了科学计算生态的稳定性。