Wie wirken sich die Leistungsunterschiede zwischen „char', „short', „int', „float' und „double' auf die Programmiereffizienz aus?

Leistungsvergleich integrierter Integral- und Gleitkommatypen

Im Bereich der Programmierung wird die Effizienz von Datentypen oft übersehen . Dieser Artikel befasst sich mit den Leistungsnuancen von fünf integrierten Typen: char, short, int, float und double.

Integral- vs. Gleitkomma-Arithmetik

In der Vergangenheit hinkte die Gleitkomma-Arithmetik der Integral-Arithmetik in puncto Geschwindigkeit hinterher. Auf modernen Computern hat sich diese Lücke jedoch erheblich verringert. Auf begrenzten Prozessoren ist Gleitkomma möglicherweise immer noch etwas langsamer, aber der Unterschied liegt normalerweise in einem akzeptablen Bereich.

Ganzzahltypen unterschiedlicher Größe

Typischerweise sind CPUs am schnellsten mit ganzen Zahlen ihrer nativen Größe. Der Geschwindigkeitsvorteil kann jedoch je nach Architektur variieren. Darüber hinaus kann die Cache-Effizienz schmalerer Typen in bestimmten Szenarien ihre langsamere Geschwindigkeit kompensieren.

Geschwindigkeitsdeterminanten

Chipdesigner priorisieren die Leistung für Vorgänge mit hoher Schaltungskomplexität und Benutzernachfrage. Im Folgenden werden Vorgänge nach Komplexität und Bedarf kategorisiert:

Komplexität vs. Bedarf

High Demand	Low Demand
High Complexity	FP add/multiply, division
Low Complexity	Integer add

Vorgänge mit hohem Bedarf und geringer Komplexität werden auf allen CPUs optimiert Vorgänge mit hoher Nachfrage und hoher Komplexität sind auf High-End-CPUs in der Regel schneller. Operationen mit geringer Nachfrage können auf bestimmten Prozessoren langsamer sein oder gar nicht vorhanden sein.

Zusätzliche Erkenntnisse

Die Vektorisierung begünstigt darüber hinaus engere Typen, indem sie mehr Operationen innerhalb eines einzelnen Vektors ermöglicht. Das Schreiben von effizientem Vektorcode erfordert jedoch eine sorgfältige Optimierung.

Fazit

Obwohl Leistungsunterschiede zwischen den besprochenen integrierten Typen bestehen, sind diese Unterschiede oft nicht signifikant genug, um dies zu rechtfertigen Berücksichtigung in praktischen Szenarien. Bei leistungskritischen Anwendungen kann das Verständnis dieser Nuancen jedoch die Entscheidungsfindung und Optimierungsbemühungen beeinflussen.

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