c – 处理器实际上是否计算乘以零或一？为什么？

概述简短版 在以下行中： aData[i] = aData[i] + ( aOn * sin( i ) ); 如果aOn为0或1,处理器是否实际执行乘法,还是有条件地计算结果(0表示0,其他值表示1)？ 长版 我正在研究算法性能的一致性,其中部分涉及到Branch Prediction的效果. 假设是这段代码： for ( i = 0; i < iNumSamples; i++ ) aData 简短版

在以下行中：

aData[i] = aData[i] + ( aOn * sin( i ) );

如果aOn为0或1,处理器是否实际执行乘法,还是有条件地计算结果(0表示0,其他值表示1)？

长版

我正在研究算法性能的一致性,其中部分涉及到Branch Prediction的效果.

假设是这段代码：

for ( i = 0; i < iNumSamples; i++ )    aData[i] = aData[i] + ( aOn * sin( i ) );

将提供比此代码更稳定的性能(分支预测可能会破坏性能)：

for ( i = 0; i < iNumSamples; i++ ){    if ( aOn )        aData[i] = aData[i] + sin( i );}

aOn为0或1,它可以在循环执行期间由另一个线程切换.

实际的条件计算(上例中的sin(i))涉及更多的处理,if条件必须在循环内(有很多条件,不仅仅是上面例子中的一个;同样,aOn的变化应该有效立即而不是每个循环).

忽略性能一致性,两个选项之间的性能权衡是执行if语句和乘法的时间.

无论如何,很容易发现如果处理器不能对1和0之类的值执行实际乘法,则第一个选项可能是双赢解决方案(没有分支预测,性能更好).

解决方法 处理器使用0和1执行常规乘法.

原因是,如果处理器在每次计算之前检查0和1,则引入条件将需要更多周期.虽然您将获得0和1乘数的性能,但您将失去任何其他值的性能(更有可能).

一个简单的程序可以证明：

#include <iostream>#include "cycle.h"#include "time.h"voID Loop( float aCoefficIEnt ){    float iSum = 0.0f;    clock_t iStart,IEnd;    iStart = clock();    for ( int i = 0; i < 100000000; i++ )    {        iSum += aCoefficIEnt * rand();    }    IEnd = clock();    printf("CoefficIEnt: %f: %li clock ticks\n",aCoefficIEnt,IEnd - iStart );}int main(int argc,const char * argv[]){    Loop( 0.0f );    Loop( 1.0f );    Loop( 0.25f );    return 0;}

输出为：

CoefficIEnt: 0.000000: 1380620 clock ticksCoefficIEnt: 1.000000: 1375345 clock ticksCoefficIEnt: 0.250000: 1374483 clock ticks

总结

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