c++ - x86 和 x86_64 中 float 和 double 的性能差异

Question

前阵子听说一些编译器在x86_64架构下使用SSE2扩展进行浮点运算，所以我用这段简单的代码来确定它们之间的性能差异。

我通过 BIOS 禁用了 Intel SpeedStep 技术，系统负载在我的测试中大致相等。我在 OpenSuSE 64 位上使用 GCC 4.8。

我正在编写一个包含大量 FPU 操作的程序，我想知道这个测试是否有效？

欢迎提供有关每种架构下 float 和 double 之间性能差异的任何信息。

代码:

#include <iostream>
#include <sys/time.h>                
#include <vector>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int main()
{
    timeval t1, t2;
    double elapsedTime;

    double TotalTime = 0;


    for(int j=0 ; j < 100 ; j++)
    {
        // start timer
        gettimeofday(&t1, NULL);

        vector<float> RealVec;
        float temp;

        for (int i = 0; i < 1000000; i++)
        {
            temp = static_cast <float> (rand()) / (static_cast <float> (RAND_MAX));
            RealVec.push_back(temp);
        }

        for (int i = 0; i < 1000000; i++)
            {
                RealVec[i] = (RealVec[i]*2-435.345345)/15.75;
            }

        // stop timer
        gettimeofday(&t2, NULL);
        elapsedTime = (t2.tv_sec - t1.tv_sec) * 1000.0;      // sec to ms
        elapsedTime += (t2.tv_usec - t1.tv_usec) / 1000.0;   // us to ms

        TotalTime = TotalTime + elapsedTime;
    }


    cout << TotalTime/100 << " ms.\n";

    return 0;
}

和结果:

32 位 double

157.781 毫秒。151.994 毫秒。152.244 毫秒。

32 位 float

149.896 毫秒。148.489 毫秒。161.086 毫秒。

64 位 double

110.125 毫秒。111.612 毫秒。113.818 毫秒。

64 位 float

110.393 毫秒。106.778 毫秒。107.833 毫秒。

Answer 1

你真的没有测量太多；也许只是编译器的程度优化。为了使测量有效，你真的必须对结果做些什么，否则编译器可以优化掉全部或测试的主要部分。我要做的是 1) 初始化 vector ，2) 获取开始时间(可能使用 clock，因为那只考虑 CPU 时间)，3)执行第二个循环 a 100(或更多......足以持续几秒钟，至少)次，4)得到结束时间，最后，5)输出 vector 中元素的和。

关于您可能会发现的差异:独立于浮点处理器，64位机器有更多的通用寄存器供编译器使用。这可能会产生巨大的影响。除非您查看生成的汇编程序，否则您无法知道。