浮点运算性能C++

Question

可能重复：
浮点除法与浮点乘法

最近，我编写了一个计算计算机实际乘法、除法和加法所需时间的程序。

为此，我使用了函数QueryPerformanceFrequency和QueryPerformanceCounter以获取时间间隔。

我已经使用600万次迭代对我的程序进行了测试：6000000个浮点变量的乘法、除法和求和，并得到了以下结果：

O.S = Windows Vista (TM) Home Premium, 32-bit (Service Pack 2)
Processor = Intel Core (TM)2 Quad CPU Q8200
Processor Freq = 2.33 GHz

Compiler = Visual C++ Express Edition


    nº iterations                              time in micro seconds
    6000000 x real    mult + assignment ->     15685.024214 us
    6000000 x real     div + assignment ->     51737.441490 us
    6000000 x real     sum + assignment ->     15448.471803 us
    6000000 x real           assignment ->     12987.614348 us

    nº iterations                              time in micro seconds 
    6000000 x real                mults ->      2697.409866 us
    6000000 x real                 divs ->     38749.827143 us
    6000000 x real                 sums ->      2460.857455 us

    1 Iteration                          time in nano seconds
    real                 mult ->         0.449568 ns
    real                  div ->         6.458305 ns
    real                  sum ->         0.410143 ns

除法比乘法慢六倍，加法与乘法几乎相等（约为0.42纳秒）？

- Victor Ruiz

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问： 除法比乘法慢六倍，加法和乘法基本相等，这种情况可能吗？ 答： 可以的。 - David Heffernan

Answer 1

是的，没错。如果你曾经手动进行过除法运算，那么你就知道它涉及到很多子操作。

至于加法和乘法速度相同的问题：这更多与设置操作数和存储结果有关，而不是实际计算。通过在x86上使用SSE指令编译加法和乘法，你可能能够获得更大的差异。

- wallyk

Answer 2

使用现代CPU，乘法与加法的速度大致相同。

在英特尔的Sandy Bridge上，使用SSE进行乘法所需的时间为加法的4/3。但是考虑到指令级并行性（ILP），多个指令可以同时处理，它们实际上需要相同的时间。在相同的CPU上，使用ILP，单精度除法需要7-14倍的时间！

来源：Agner Fog的指令表。他的网站有很多非常好的阅读材料。

- Cory Nelson