最新のハードウェアでは、整数の計算は浮動小数点の計算よりも常に高速ですか?

最新のハードウェアにおける浮動小数点計算と整数計算: 整数のほうが速いという神話への挑戦と誤りを暴く

浮動小数点計算には、 386 時代にはオプションのコプロセッサーがあったために遅いという歴史的な評判がありました。しかし、高度なアーキテクチャと強力な計算能力を備えた最新の CPU は、この常識に疑問を投げかけます。この記事では、最新のハードウェアでの浮動小数点計算のトピックを詳しく掘り下げ、パフォーマンスに影響を与える可能性のある要因を調査し、浮動小数点演算と整数演算の相対速度をテストする方法を提供します。

目次:

• 過去の整数と浮動小数点の計算
• CPU アーキテクチャの進化
• アーキテクチャ間のパフォーマンスの変化
• ターゲット ハードウェアでのパフォーマンスのテスト
• ベンチマーク結果
• 追加リソース

整数と浮動小数点の計算過去

386 プロセッサーの時代には、オプションのコプロセッサーの計算能力が限られていたため、浮動小数点計算は整数計算よりも実際に大幅に遅かった。この制約により、開発者は浮動小数点精度が本質的に適しているタスクであっても整数計算を選択することがよくありました。

CPU アーキテクチャの進化

最新の CPU は劇的な進歩を遂げています。専用の浮動小数点ユニット (FPU) やスーパースカラ設計の導入など、アーキテクチャの進歩。これらの改善により、浮動小数点計算と整数計算の間のパフォーマンスのギャップが大幅に縮まり、選択がより明確になりました。

アーキテクチャ間で異なるパフォーマンス

整数計算は一般化されています。パフォーマンスは特定の CPU アーキテクチャに応じて大きく異なる可能性があるため、浮動小数点計算よりも一般的に高速であるという欠点があります。 CPU が異なれば、搭載される ALU と FPU の数も異なり、個々の ALU/FPU のパフォーマンスも異なります。ハードウェア機能のこの変動により、浮動小数点演算と整数演算の相対速度に大きな違いが生じる可能性があります。

ターゲット ハードウェアでのパフォーマンスのテスト

最適な選択を決定するには特定のアプリケーションでは、ターゲット ハードウェアでベンチマークを実施することが重要です。異なるアーキテクチャからの結果に依存すると、誤解を招く結論につながる可能性があります。

ベンチマーク結果

さまざまな CPU からのサンプル ベンチマーク結果は、アーキテクチャ間でパフォーマンスが大きく異なることを示しています。場合によっては整数計算の方がわずかに速い場合がありますが、一般に浮動小数点計算の速度は同等であり、多くの場合、より高い精度が得られます。

追加リソース:

1. [intel.com/content/www/us/en/develop...](https://intel.com/content/www/us/en/develop ...
2. [浮動小数点 vs整数](h...://stackoverflow.com/questions/5.../flo...

結論

浮動小数点時計算は歴史的に整数計算よりも遅かったですが、最近のハードウェアではそのようなことはなくなりました。浮動小数点計算のパフォーマンスはターゲット CPU アーキテクチャに大きく依存するため、浮動小数点計算を実行することをお勧めします。ベンチマークを使用して、特定のアプリケーションに最適な選択を決定します。多くの場合、浮動小数点計算のほうが精度とパフォーマンスのバランスが良くなる可能性があります。

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