Das Kontrollregister solltest du per Thread (oder zumindest pro Prozess) setzten können.
Solange du die immer setzt, wenn du in deinen numerischen Kern wechselst, sollte alles gutgehen. Beim Austreten wiederherstellen ist vermutlich auch nicht verkehrt.
Wenn du das Programm mehrmals startest, erhältst du dann unterschiedliche Ergebnisse?
Eine andere beliebte Quelle für nicht-Determinismus ist Nebenläufigkeit (mehrere Threads). Einmal die gleiche Menge von Zahlen in anderer Reihenfolge addiert und das Ergebnis kann unterschiedlich sein.
Ich denke auch, dass du ansonsten nur mit Logging und vergleichen weiterkommst.