简短版
在以下行中：
aData[i] = aData[i] + ( aOn * sin( i ) );
如果aOn为0或1,处理器是否实际执行乘法,还是有条件地计算结果(0表示0,其他值表示1)？
长版
我正在研究算法性能的一致性,其中部分涉及到Branch Prediction的效果.
假设是这段代码：
for ( i = 0; i < iNumSamples; i++ )
aData[i] = aData[i] + ( aOn * sin( i ) );
for ( i = 0; i < iNumSamples; i++ )
{
if ( aOn )
aData[i] = aData[i] + sin( i );
}
aOn为0或1,它可以在循环执行期间由另一个线程切换.
实际的条件计算(上例中的sin(i))涉及更多的处理,if条件必须在循环内(有很多条件,不仅仅是上面例子中的一个;同样,aOn的变化应该有效立即而不是每个循环).
忽略性能一致性,两个选项之间的性能权衡是执行if语句和乘法的时间.
无论如何,很容易发现如果处理器不能对1和0之类的值执行实际乘法,则第一个选项可能是双赢解决方案(没有分支预测,性能更好).
解决方法
处理器使用0和1执行常规乘法.
原因是,如果处理器在每次计算之前检查0和1,则引入条件将需要更多周期.虽然您将获得0和1乘数的性能,但您将失去任何其他值的性能(更有可能).
一个简单的程序可以证明：
#include <iostream>
#include "cycle.h"
#include "time.h"
void Loop( float aCoefficient )
{
float iSum = 0.0f;
clock_t iStart,iEnd;
iStart = clock();
for ( int i = 0; i < 100000000; i++ )
{
iSum += aCoefficient * rand();
}
iEnd = clock();
printf("Coefficient: %f: %li clock ticks\n",aCoefficient,iEnd - iStart );
}
int main(int argc,const char * argv[])
{
Loop( 0.0f );
Loop( 1.0f );
Loop( 0.25f );
return 0;
}
输出为：
Coefficient: 0.000000: 1380620 clock ticks Coefficient: 1.000000: 1375345 clock ticks Coefficient: 0.250000: 1374483 clock ticks
