C 64位可执行文件的运行速度低于32位版本

我有一个64位的Ubuntu 13.04系统。我很想看看32位应用程序在64位系统上如何与64位应用程序进行比较，所以我将下面的C程序编译为32位和64位可执行程序，并记录了它们执行的时间。我使用gcc标志为3种不同的体系结构进行编译：

• -m32

  ：英特尔80386体系结构（int、long、指针均设置为32 位（ILP32））

• -m64

  ：AMD的x86-64体系结构（int 32位；long，指针64位（LP64））

• -mx32

  ：AMD的x86-64体系结构（int、long、指针均设置为32位（ILP32），但CPU处于长模式，具有16个64b寄存器，以及 注册呼叫（ABI）

以下是我得到的结果：

ajay@ajay:c$ ./pe16_x32
Did 1000 calls in 89.19 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_32
Did 1000 calls in 88.82 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_64
Did 1000 calls in 92.05 seconds

为什么64位版本的运行速度比32位版本慢？我读到64位体系结构改进了指令集，通用寄存器比32位体系结构多了两倍，32位体系结构允许更多优化。在64位系统上，我什么时候可以期望更好的性能

编辑 我使用

-O3

标志打开了优化，现在结果是：

ajay@ajay:c$ ./pe16_x32
Did 1000 calls in 38.07 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_32
Did 1000 calls in 38.32 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_64
Did 1000 calls in 38.27 seconds

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比较没有优化的代码的性能是毫无意义的。如果您关心性能，您将只使用经过优化的代码

当您启用优化时，您会发现性能差异可以忽略不计。这是意料之中的。您执行的操作都是基于整数的操作，在所有情况下都使用相同大小的数据。由于32位和64位代码在相同的整数硬件单元上运行，因此您应该期望相同的性能

您没有使用任何浮点操作，这是由于不同的浮点硬件单元（x64使用SSE，x86可能使用x87）导致32位和64位代码之间有时存在差异的一个区域

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简而言之，结果与预期完全一致。

某些64位数据大于32位数据，这可以减少缓存命中率。您是否尝试过在彼此之后多次运行同一程序？或者尝试使用不同的优化标志？只是注意到您没有使用优化。这是愚蠢的，因为它没有反映性能重要的程序将/应该如何运行。没有优化的基准代码是完全没有意义的。您希望代码运行得快还是不快？我希望此代码的32位和64位性能相同。在所有情况下，操作数的大小都相同，并且没有浮点。

ajay@ajay:c$ ./pe16_x32
Did 1000 calls in 89.19 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_32
Did 1000 calls in 88.82 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_64
Did 1000 calls in 92.05 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_x32
Did 1000 calls in 38.07 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_32
Did 1000 calls in 38.32 seconds

ajay@ajay:c$ ./pe16_64
Did 1000 calls in 38.27 seconds