C++原子操作内存序与显式内存栅栏等价性的疑问及相关场景求证

我最近在琢磨C++原子操作的内存序和显式内存栅栏的关系，有个猜想想跟各位大佬探讨：是不是所有原子操作的内存序约束，都能拆解成对应的relaxed原子操作加上显式的内存栅栏（忽略已经废弃的consume序）？

我自己做了个测试，写了两个函数：

#include <atomic>
std::atomic<int> i;
bool f1(int e, int v) {
  // 默认使用memory_order_seq_cst的compare_exchange_strong
  return i.compare_exchange_strong(e, v);
}
bool f2(int e, int v) {
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_seq_cst);
  // 用relaxed版本的原子操作，前后包裹seq_cst栅栏
  bool res = i.compare_exchange_strong(e, v, std::memory_order_relaxed);
  std::atomic_thread_fence(std::memory_order_seq_cst);
  return res;
}

把这两段代码在弱序架构下编译后，生成的汇编完全一样。这让我更倾向于认为这个猜想是对的——结合原子变量操作和显式栅栏的做法，好像并不是必须的？

不过我还是有点拿不准，想请教大家几个问题：

• 有没有实际的代码示例或者场景，能证明这个猜想不成立？也就是说，存在某种情况，直接使用带指定内存序的原子操作，和用relaxed操作加显式栅栏的行为不一致？
• 针对强序的目标架构，编译器的优化器是不是很难自动消除源码中冗余的显式栅栏？
• 如果这个猜想确实成立，那要是cppreference把原子操作的内存序都拆解成relaxed操作加显式栅栏来讲解，会不会更容易理解？毕竟现在原子操作自带的内存序和显式栅栏的规则有重叠，分开讲的话逻辑会更清晰简洁，内容也更紧凑。

内容来源于stack exchange