최신 CPU에서 정수 계산이 부동 소수점 계산보다 여전히 더 빠릅니까?

최신 하드웨어의 부동 소수점 대 정수 계산: 속도 비교

성능이 중요한 프로그래밍 세계에서 정수 계산이 부동 소수점 계산보다 본질적으로 더 빠르다는 것은 오랫동안 널리 알려진 믿음이었습니다. 그러나 오늘날 기하급수적으로 더 강력한 CPU를 사용하는 경우에도 이 가정이 여전히 유효한가요?

정수 우위의 신화와 현실

종종 정수와 관련된 연산과 관련된 정수 계산 , 초기 컴퓨터 설계에는 부동 소수점 보조 프로세서가 없기 때문에 전통적으로 더 빠른 것으로 간주되었습니다. 그러나 최신 CPU는 고도로 최적화된 부동 소수점 실행 장치와 캐시를 갖추고 있어 속도 차이가 무시할 정도입니다.

정확한 평가를 위한 벤치마킹

이 주장을 검증하기 위해 다양한 벤치마킹 연구가 수행되었습니다. 제공된 응답에 제시된 벤치마크 중 하나는 실행 시간을 측정하기 위해 mygettime() 함수를 사용하여 정수 및 부동 소수점 더하기/빼기 및 곱하기/나누기 연산의 성능을 비교합니다. 결과는 매우 고무적이었습니다.

현대 건축에 대한 결과

Processor	ALU/FPU Operation	Time (microseconds)
Intel Xeon X5550	Integer add/sub	1.005460
Intel Xeon X5550	Integer mul/div	3.926543
Intel Xeon X5550	Float add/sub	0.993583
Intel Xeon X5550	Float mul/div	1.821565

벤치마크에서 알 수 있듯이 부동 소수점 연산은 최신 Intel 아키텍처의 정수 연산과 비슷하거나 약간 더 빠릅니다. 흥미롭게도 결과는 정수 곱셈과 나눗셈이 다른 ​​연산보다 훨씬 느리다는 것을 보여줍니다.

속도에 영향을 미치는 요소

하드웨어 아키텍처, 컴파일러 최적화 및 명령어 종속성은 모두 작업 속도에 영향을 줄 수 있습니다. 여러 명령을 동시에 실행할 수 있는 파이프라인 설계에서는 코어당 사용 가능한 ALU 및 FPU 수가 병렬 작업 실행에 중요한 역할을 합니다.

올바른 접근 방식 선택

부동 소수점 대 정수 계산의 정확한 속도는 특정 요인에 따라 달라질 수 있지만 정수 우월성에 대한 가정은 시대에 뒤떨어진 것이 분명합니다. 정수 연산과 부동 소수점 연산 사이의 선택은 문제의 고유한 특성과 정밀도 요구 사항에 따라 이루어져야 합니다.

높은 정확성이 요구되는 수치 계산의 경우 부동 소수점 연산이 선호되지만 정수 연산은 여전히 ​​적합합니다. 정수 기반 문제나 정밀도가 덜 중요한 상황에 적합합니다.

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