浮動小数点演算で 0.1f の加算と減算が 0 の加算と減算よりもはるかに遅いのはなぜですか?

非正規化数のパフォーマンスへの影響を理解する

はじめに

浮動小数点演算は、全体的なパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。コード効率を最適化するには、潜在的なパフォーマンスのボトルネックを理解することが重要です。この記事では、一見同一に見える 2 つのコード スニペット間のパフォーマンスの矛盾と、この違いにおける非正規化数の役割を検証します。

問題のコード スニペット

問題の 2 つのコード スニペットは次のとおりです:

スニペット1:

y[i] = y[i] + 0.1f;
y[i] = y[i] - 0.1f;

スニペット 2:

y[i] = y[i] + 0;
y[i] = y[i] - 0;

パフォーマンス格差

スニペット 1。浮動小数点値 0.1 を加算および減算します。整数値 0 で同じ演算を実行するスニペット 2 よりも 10 倍以上遅く実行されます。

非正規化数

非正規 (または非正規) 浮動小数点数は、ゼロに近い非常に小さな数値を表す特別なクラスの値です。これらの表現は通常の浮動小数点値とは異なるため、処理がより複雑になり、遅くなる可能性があります。

非正規化数の影響

パフォーマンスの違いは、次の事実に起因します。非正規化浮動小数点数の演算は、通常の浮動小数点数の演算よりも大幅に遅くなる可能性があります。これは、多くのプロセッサが非正規化数を効率的に処理せず、マイクロコードを使用して非正規化数をトラップして解決する必要があるためです。

コード内の非正規化数

スニペット 1 では、加算と0.1f を減算すると、非正規化浮動小数点数になります。逆に、スニペット 2 では、0 の加算と減算が通常の浮動小数点演算として扱われます。

パフォーマンスの比較

スニペット 1 のパフォーマンスの低下が原因である可能性があります。非正規化数の頻繁な作成と処理に影響します。ループが何百万回も繰り返されるため、これらの非正規化操作が蓄積されると、パフォーマンスが大幅に低下します。

非正規化数のフラッシュ

非正規化数の役割をさらに説明するには、SSE 命令を使用してそれらをゼロにフラッシュすると、スニペット 1 のパフォーマンスが大幅に向上します。非正規化された数値を効果的にゼロに丸めることにより、非正規化数値が処理速度が低下します。

結論

この分析は、非正規化された数値がパフォーマンスに与える影響を考慮することの重要性を強調しています。操作の頻度とターゲット プロセッサによっては、非正規化数値によって重大なオーバーヘッドが発生する可能性があります。最新のプロセッサの機能を最大限に活用する効率的なコードを作成するには、それらの特性と潜在的なパフォーマンスへの影響を理解することが不可欠です。

以上が浮動小数点演算で 0.1f の加算と減算が 0 の加算と減算よりもはるかに遅いのはなぜですか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。