现代 CPU 上的整数计算仍然比浮点计算快吗？

现代硬件上的浮点与整数计算：速度比较

在性能关键型编程的世界中，整数计算的想法本质上比浮点计算更快一直是人们广泛持有的信念。然而，随着当今 CPU 的性能呈指数级增长，这种假设仍然有效吗？

整数至上的神话与现实

整数计算，通常与涉及整数的运算相关由于早期计算机设计中缺乏浮点协处理器，传统上认为速度更快。然而，现代 CPU 具有高度优化的浮点执行单元和缓存，使得速度差异可以忽略不计。

准确评估的基准测试

为了验证这一说法，各种基准测试已经进行了研究。如所提供的响应中所示，这样的基准测试使用 mygettime() 函数来测量执行时间，比较整数和浮点加/减以及乘/除运算的性能。结果很有启发性：

现代建筑的结果

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

正如基准测试所示，浮点运算与现代英特尔架构上的整数运算相当，甚至略快。有趣的是，结果表明整数乘法和除法明显慢于其他运算。

影响速度的因素

需要注意的是，硬件架构、编译器优化和指令依赖性都会影响操作速度。在可以同时执行多条指令的流水线设计中，每个核心的可用 ALU 和 FPU 数量在并行操作执行中起着至关重要的作用。

选择正确的方法

虽然浮点与整数计算的确切速度可能会根据特定因素而有所不同，但很明显，整数优越性的假设已经过时了。选择整数和浮点运算应根据问题的本质和精度要求。

对于精度要求较高的数值计算，优先选择浮点运算，而整数运算仍然适用对于基于整数的问题或精度不太重要的情况。

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