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为什么在浮点计算中加 0.1f 比加 0 慢很多?

DDD
发布: 2024-12-29 20:17:17
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Why is Adding 0.1f Significantly Slower Than Adding 0 in Floating-Point Computations?

处理非规范化数字的性能影响

在提供的代码中,在内循环中添加 0.1f 和 0 之间的显着性能差异来自非规范化浮点数的处理。

非规范化数字

非规范化数字表示非常接近零的值,用于扩展浮点表示的精度。但是,它们的处理速度可能比标准化浮点运算慢得多。

性能影响

内部循环涉及对浮点数的多次运算,并添加 0.1 f 在计算中引入了非规范化数。由于循环中的绝大多数数字都相对较大,因此添加像 0.1f 这样的小值会导致结果向下舍入到最接近的非规范化值,这会显着影响性能。

浮点到整数转换

虽然问题涉及整数(0)的加法,但实际代码使用浮点常量(0.0f)。在循环中,两个值都转换为浮点数,然后按浮点数进行处理。因此,这一方面不会直接导致性能差异。

避免非标准化

为了减轻非标准化数字造成的性能影响,可以使用 _MM_SET_FLUSH_ZERO_MODE( _MM_FLUSH_ZERO_ON) 函数指示处理器将非规范化数字视为零。通过这样做,代码的执行速度显着加快,并且与添加 0 的版本相当。

结论

在此特定情况下添加 0.1f 和 0 之间的性能差异代码场景主要归因于非规范化数字的使用,这会大大减慢某些处理器上的浮点运算速度。通过适当的技术避免非规范化可以减轻这种性能影响。

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