c++ - x64 性能与 x86 相比

Question

我用 C++ 编写了这个小程序来检查 CPU 负载情况。

#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#include <time.h>
int main()
{

    double x = 1;
    int t1 = GetTickCount();
    srand(10000);

    for (unsigned long i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        int r = rand();
        double l = sqrt((double)r);
        x *= log(l/3) * pow(x, r);
    }

    int t2 = GetTickCount();
    printf("Time: %d\r\n", t2-t1);
    getchar();
}

我在 win7 x64 上为 x86 和 x64 编译了它。
出于某种原因，当我运行 x64 版本时，它在大约 3 秒内完成运行
但是当我用 x86 版本尝试它时，它花了 48 (!!!) 秒。
我试了很多次，总是得到相似的结果。
是什么导致了这种差异？

Answer 1

查看带有/Ox(最大优化)的汇编程序输出，x86 和 x64 构建之间的速度差异很明显:

; cl /Ox /Fa tick.cpp
; x86 Line 17: x *= log(l/3) * pow(x, r)
fld     QWORD PTR _x$[esp+32]
mov     eax, esi
test    esi, esi
; ...

我们看到 x87 指令被用于此计算。将其与 x64 构建进行比较:

; cl /Ox /Fa tick.cpp
; x64 Line 17: x *= log(l/3) * pow(x, r)
movapd  xmm1, xmm8
mov     ecx, ebx
movapd  xmm5, xmm0
test    ebx, ebx
; ...

现在我们看到正在使用 SSE 指令。

您可以通过 /arch:SSE2 尝试修改 Visual Studio 2010 生成类似的指令，但看起来 64 位编译器生成的 好得多 更快地组装您手头的任务。

最后，如果放宽浮点模型，x86 和 x64 的性能几乎相同。

时间，不科学的 3 种最佳:

• x86，/Ox:22704 刻
• x64，/Ox:822 刻
• x86，/Ox/arch:SSE2:3432 个滴答声
• x64, /Ox/favor:INTEL64: 1014 ticks
• x86, /Ox/arch:SSE2/fp:fast: 834 ticks