부동소수점 곱셈은 나눗셈보다 항상 빠릅니까?

부동 소수점 나눗셈과 곱셈 성능 비교

소개:

부동 소수점 연산 영역에서 나눗셈과 곱셈의 성능 차이는 종종 호기심을 불러일으킵니다. 이 문서의 목적은 나눗셈이나 곱셈을 사용한 코딩이 성능 이점을 제공하는지 여부를 다루면서 이 주제에 대한 통찰력을 제공하는 것입니다.

성능 고려 사항:

일반적으로 부동 소수점 계산의 나눗셈은 곱셈보다 느린 것으로 간주되었습니다. 그러나 최신 프로세서 아키텍처는 이러한 작업에 대해 다양한 수준의 성능을 제공합니다. 많은 CPU는 단 1~2 클록 주기만으로 곱셈을 실행할 수 있는 반면 나눗셈에는 일반적으로 더 많은 주기가 필요합니다.

예를 들어 해당 주제에 대한 답변에서 강조된 것처럼 나눗셈은 24주기를 초과할 수 있습니다. 이러한 불일치는 이러한 작업의 알고리즘 특성에서 비롯됩니다. 곱셈은 ​​수많은 동시 덧셈으로 분해될 수 있는 반면 나눗셈은 하드웨어에서 덜 효율적인 프로세스인 반복적인 뺄셈을 포함합니다.

코드 구조의 영향:

코드 구조에서 업데이트 1에 제공된 예제는 나눗셈이 곱셈에 비해 상당한 성능 오버헤드를 가질 수 있음을 보여줍니다. 코드 조각에서:

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

루프(i/f3) 내의 나누기 연산은 실행 시간 증가에 기여합니다. 2.0f(곱셈 접근 방식)로 나누면 성능이 향상됩니다.

나눗셈이 복잡한 기본 이유:

나눗셈에 대한 아키텍처 요구 사항은 곱셈보다 더 복잡합니다. 나눗셈에는 두 숫자의 몫을 찾는 과정이 포함되며, 이 과정에는 더 복잡한 계산이 필요합니다. 이를 완화하기 위해 일부 FP 장치는 역곱셈이라는 근사 기법을 사용하는데, 이는 정확성을 희생하면서 나눗셈 속도를 다소 높이는 것입니다.

결론:

부동 소수점 처리 동안 최신 PC 아키텍처에서는 나눗셈이 곱셈보다 느릴 수 있으며, 성능 차이는 특정 프로세서와 실행되는 코드 구조에 따라 다릅니다. 성능이 중요한 애플리케이션의 경우 나누기 대신 곱셈을 선택하면 약간의 이점을 얻을 수 있습니다. 그러나 이러한 작업의 상대적인 성능 영향은 전체 알고리즘 설계의 맥락에서 평가되어야 합니다.

위 내용은 부동소수점 곱셈은 나눗셈보다 항상 빠릅니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!