乘以1.0比通常乘法花費的時間更少

Question

x86（64位）處理器是否優化了乘法運算，如果其中一個乘法運算結果恰好爲1.0？ PS：我不是指編譯器優化1.0的常數乘法。

Answer 1

這不是我在文檔中提到的關於Intel或AMD CPU的指令延遲或微架構的文章。

我懷疑它不會發生，因爲可變延遲會干擾流水線執行單元。 （在同一個時鐘週期內從同一個執行單元出來的多個結果=額外的複雜度）。此外，可能還有其他邏輯位（uop調度/排隊，結果轉發網絡），這些邏輯圍繞具有已知延遲的每個uop而設計。 （除了像division/sqrt這樣的特殊情況）。一個分析師IIRC，也許是Agner Fog或者David Kanter，建議一些uops可能可以實現2個週期的延遲，但需要3個週期來匹配其執行端口可以處理的其他uops。因此，對於英特爾CPU設計來說，持續的操作延遲似乎是一件大事，因爲它值得讓操作變得更慢。

請注意，我們只是在討論延遲。如果您的乘法不是循環運行的依賴鏈的一部分，或者您有足夠的獨立乘法，則可以保持乘法器每個時鐘一次運行。

Haswell CPU可以承受每時鐘2個FP矢量乘法的吞吐量。 （4個雙打或8個浮點的256b個向量）。無論輸入如何，延時= 5個時鐘週期以使結果準備就緒。或每個時鐘1個矢量整數乘法。 （矢量乘ALU在端口0上。矢量FP乘法器在端口0和端口1上）。

當你可以避免乘法時，它會導致很長的依賴鏈。 （通常這會出現整數乘法來計算循環索引，當你編寫你的循環來將計數器增加16，而不是將i++乘以16作爲數組索引時，編譯器會更好。）