现代芯片上的浮点数与整数算术性能

Posted 2023-02-16

【中文标题】现代芯片上的浮点数与整数算术性能

【英文标题】：Float versus Integer arithmetic performance on modern chips

【发布时间】：2010-01-06 00:46:30

【问题描述】：

考虑加法模型上的 Viterbi 解码器。它花时间做加法和比较。现在，考虑两个：一个使用 C/C++ float 作为数据类型，另一个使用 int。在现代芯片上，您是否期望int 的运行速度明显快于float？或者流水线的奇迹（以及没有乘法和除法）会让这一切变得平淡吗？

【问题讨论】：

通常情况下，我会说你应该测量这两种方法，看看哪一种更快。但是，如果您可以访问要定位的 CPU，或者您有针对它们的模拟器，这将更加有用/更现实。

我有 CPU。我希望其他人在我麻烦测量之前已经在这里进行了类似的计算。

【参考方案1】：

取决于你所说的显着是什么意思。我通常希望看到 int 的执行速度快 2 倍，但这完全取决于其他情况。可以处理 AMD64 (AMD/Core2) 指令集的现代处理器通常每个周期可以有效地执行 1 个浮点操作如果它们可以保持流水线馈送

它们通常还可以在相同的时间内执行 2 或 3 个整数运算。甚至可以同时做到这两点。

但是编写停止流水线的代码并不难，您必须避免在计算完成后立即使用计算结果，否则流水线将停止，并且每次乘法得到更多的周期而不是 1 个周期。

在大多数情况下，PowerPC 的每周期指令与 AMD/Intel 相同或更好。

附录：

顺便说一句，您可能会发现比较（或者更确切地说比较所暗示的分支）最终比添加的成本要高得多。错误预测的分支代价高昂，尤其是在 Pentium 4 处理器上。

【讨论】：

一些编译器使用SETcc 指令而不是Jcc 指令实现比较，在这种情况下不涉及分支并且您不会得到分支预测错误的惩罚。