c++ - C++ 的优化技术

Question

几天前他在 Facebook 的演讲中 - slides , video , Andrei Alexandrescu 谈到了可能证明我们错了的常见直觉。对我来说，幻灯片 7 中出现了一个非常有趣的观点，他指出假设 “更少的指令 = 更快的代码” 是不正确的，更多的指令并不一定意味着更慢的代码。

我的问题来了:他的演讲(大约 6 分 20 秒)的音频质量不是很好，我不太理解解释，但据我所知，他正在比较退休指令与最优性一种性能级别的算法。

但是，据我了解，这是无法做到的，因为这是两个独立的结构级别。指令(尤其是实际停用的指令)是一项非常重要的衡量标准，基本上，它可以让您了解实现目标的性能。如果我们忽略一条指令的延迟，我们可以概括出更少的退役指令 = 更快的代码。当然，在某些情况下，即使在循环内执行复杂计算的算法也会产生更好的性能，因为它会更早地中断循环(想想图遍历)。但是，在复杂性级别上与算法进行比较，而不是说这个循环有更多指令并且比另一个更好，难道不是更有用吗？从我的角度来看，更好的算法最终会减少退休指令。

有人可以帮助我了解他的示例将走向何方，以及如何(显着)更多退休指令导致更好的性能？

Answer 1

质量确实很差，但我认为他导致了这样一个事实，即 CPU 对计算有好处，但在内存寻道方面表现不佳(RAM 比 CPU 慢得多)和分支(因为 CPU 作为管道工作) ，而分支可能会导致管道中断)。

以下是一些指令越多越快的情况:

1. Branch prediction - 即使我们需要执行更多指令，但它会导致更好的分支预测，CPU 的管道将有更多的时间充满，更少的操作将被“抛出”，这最终会带来更好的性能。 This thread例如，显示如何做同样的事情，但首先排序 - 提高性能。

2. CPU Cache - 如果您的代码更加缓存优化，并遵循 principle of locality - 它更有可能比没有的代码更快，即使代码没有执行一半的指令。 This thread给出了一个小缓存优化的例子——如果没有缓存优化，相同数量的指令可能会导致代码慢得多。

3. 完成了哪些指令也很重要。有时 - 某些指令的执行速度可能比其他指令慢，例如 - 除法 可能比整数加法慢。

注意:以上所有内容都取决于机器，并且它们如何/是否实际改变性能可能因一种架构而异。