乘以1.0比通常乘法花费的时间更少

Question

x86（64位）处理器是否优化了乘法运算，如果其中一个乘法运算结果恰好为1.0？ PS：我不是指编译器优化1.0的常数乘法。

Answer 1

这不是我在文档中提到的关于Intel或AMD CPU的指令延迟或微架构的文章。

我怀疑它不会发生，因为可变延迟会干扰流水线执行单元。 （在同一个时钟周期内从同一个执行单元出来的多个结果=额外的复杂度）。此外，可能还有其他逻辑位（uop调度/排队，结果转发网络），这些逻辑围绕具有已知延迟的每个uop而设计。 （除了像division/sqrt这样的特殊情况）。一个分析师IIRC，也许是Agner Fog或者David Kanter，建议一些uops可能可以实现2个周期的延迟，但需要3个周期来匹配其执行端口可以处理的其他uops。因此，对于英特尔CPU设计来说，持续的操作延迟似乎是一件大事，因为它值得让操作变得更慢。

请注意，我们只是在讨论延迟。如果您的乘法不是循环运行的依赖链的一部分，或者您有足够的独立乘法，则可以保持乘法器每个时钟一次运行。

Haswell CPU可以承受每时钟2个FP矢量乘法的吞吐量。 （4个双打或8个浮点的256b个向量）。无论输入如何，延时= 5个时钟周期以使结果准备就绪。或每个时钟1个矢量整数乘法。 （矢量乘ALU在端口0上。矢量FP乘法器在端口0和端口1上）。

当你可以避免乘法时，它会导致很长的依赖链。 （通常这会出现整数乘法来计算循环索引，当你编写你的循环来将计数器增加16，而不是将i++乘以16作为数组索引时，编译器会更好。）