Adakah Pembahagian Titik Terapung Sentiasa Lebih Lambat Daripada Pendaraban?

Bahagian Titik Terapung vs Pendaraban: Perbandingan Prestasi

Dalam seni bina komputer moden, kecekapan operasi titik terapung sering mempengaruhi prestasi program keseluruhan . Satu perbahasan biasa berkisar tentang sama ada pembahagian titik terapung secara semula jadi lebih perlahan daripada pendaraban titik terapung. Untuk menjawab soalan ini, mari kita periksa mekanisme asas dan pertimbangan prestasi.

Bahagian vs Pendaraban dalam CPU

Unit titik terapung (FPU) dalam CPU biasanya melaksanakan pembahagian dan pendaraban menggunakan litar perkakasan yang berbeza. Pendaraban biasanya lebih pantas kerana ia melibatkan satu siri penambahan berulang, yang boleh dilaksanakan serentak pada unit logik aritmetik (ALU). Walau bagaimanapun, pembahagian ialah operasi yang lebih kompleks yang memerlukan pengiraan secara berperingkat melalui penghampiran atau lelaran berturut-turut. Proses berulang ini sememangnya memerlukan masa tambahan.

Oleh itu, dari segi kitaran jam, operasi bahagi cenderung lebih mencabar daripada pendaraban. Perbezaan ini timbul daripada keperluan algoritma untuk pembahagian, yang melibatkan penolakan secara berulang pembahagi daripada dividen dan mengemas kini baki sehingga hasil bahagi diperoleh.

Pertimbangan Prestasi

Sementara pembahagian secara amnya lebih perlahan, terdapat faktor tertentu yang boleh mempengaruhi prestasinya berbanding pendaraban:

• Reka Bentuk Perkakasan: Seni bina CPU yang berbeza mungkin mempunyai kelajuan jam yang berbeza-beza dan pengoptimuman perkakasan untuk operasi titik terapung. Sesetengah CPU mungkin termasuk litar khusus untuk mempercepatkan pembahagian bagi senario tertentu.
• Jujukan Operasi: Dalam kes di mana berbilang operasi dilakukan mengikut turutan, pembahagian mungkin memberi kesan kepada prestasi keseluruhan dengan lebih ketara daripada pendaraban, kerana kelewatan yang dikaitkan dengan pembahagian boleh bertambah apabila dikompaun atas berbilang lelaran.
• Ketepatan: Pembahagian ketepatan yang lebih tinggi memerlukan lebih banyak langkah berulang, yang membawa kepada masa pelaksanaan yang lebih lama. Bahagian yang melibatkan kurang ketepatan mungkin mempunyai prestasi yang lebih baik.

Kes Khusus

Dalam konteks coretan kod yang disediakan:

float f1 = 200f / 2
float f2 = 200f * 0.5

Kedua-dua pendekatan akan melakukan pembahagian dengan 2, tetapi yang terakhir menggunakan pendaraban dengan 0.5. Secara amnya, pendaraban diutamakan dalam kes ini kerana ia mengelakkan pengiraan berulang yang diperlukan untuk pembahagian.

Walau bagaimanapun, dalam coretan kod yang dikemas kini:

float f1;
float f2 = 2
float f3 = 3;
for( i =0 ; i < 1e8; i++)
{
  f1 = (i * f2 + i / f3) * 0.5; //or divide by 2.0f, respectively
}

Pembahagian digunakan dalam pengiraan, jadi menggantikan ia dengan pendaraban tidak akan menghasilkan peningkatan prestasi. Dalam senario ini, mengoptimumkan gelung untuk meminimumkan bilangan operasi titik terapung secara keseluruhan akan lebih bermanfaat.

Kesimpulan

CPU moden biasanya menampilkan operasi pendaraban yang lebih pantas berbanding dengan pembahagian. Walaupun pengoptimuman perkakasan dan urutan operasi tertentu boleh menjejaskan prestasi, kerumitan algoritma pembahagian kekal sebagai faktor utama dalam masa pelaksanaannya yang lebih perlahan. Dalam pengoptimuman kod, memilih pendaraban berbanding pembahagian apabila boleh boleh meningkatkan prestasi.

Atas ialah kandungan terperinci Adakah Pembahagian Titik Terapung Sentiasa Lebih Lambat Daripada Pendaraban?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!