Performance 将fpu切换到单精度

我曾经读到，在fpu切换到单精度模式前几年，在较旧的fpu上，除法和sqr的速度是正常模式下的两倍

（检查其来源）

还是这样吗，这样的切换可以加速一些循环，在循环中产生大量的浮点代码

---

第二个相关的问题是，在执行系统（winapi）调用时，我可以在代码中自由玩弄FPU精度吗？例如，与FPU舍入模式和系统端一样，api也会破坏我的设置吗？

我的理解是，精度对旧版x86 FPU速度的影响几乎以i486结束。但这是8087天以前的常见优化。

是的，Agner Fog的吞吐量/延迟数与降低x87精度和加速最坏情况完全一致

考虑到现代div/sqrt硬件的工作方式，使用基数-16或基数-1024除法器迭代计算结果的更多位也是有意义的，因此需要更少的正确位意味着您可以更快地停止。（及）

考虑到x87

fdiv

和SSE1

divss

在同一硬件上运行，

divss

具有相同的最佳情况（舍入除数）但更好的最坏情况，这也是有意义的。x87精度位控制硬件除法器的方式可能与

divss

或

divsd

完全相同

以下详细信息

---

是的，x87的总宽度可以限制为64位或32位（

double

或

float

），低于标准的80位是的，这确实略微加快了

fsqrt

和

fdiv

最坏情况下的速度，使其与相同精度的标量SSE/SSE2的速度大致相同（

sqrtss

=标量单次/

sqrtsd

=标量双次）。没有别的东西跑得更快或更慢

它不会使x87比SSE快，因此在这一点上，它主要是一个CPU历史奇观。

显然，DirectX（过去）确实将x87精度设置为24位尾数（

float

），而MSVC的CRT启动则将其设置为53位尾数（

double

）。看布鲁斯·道森的。但微软的历史怪诞是个例外；其他工具链/操作系统不会与x87混为一谈

不要提及Sandybridge或更新版本的CPU的x87精度。这可能意味着它不再有用，或者（我认为）阿格纳认为它不值得一提。他的SnB和更新的表格没有任何脚注，所以我认为这就是解释。据我所知，SnB的分频器与NHM没有太大区别

尼哈勒姆：

• fdiv

  7-27个周期延迟=吞吐量（根本没有流水线），脚注中指出舍入因子或低精度给出的值较低

• divsd

  /

  divpd

  7-22周期延迟=吞吐量

• divss

  /

  divps

  7-14个周期延迟=吞吐量

因此，所有形式的最佳情况性能（7个周期占用的除法器）都是相同的，最坏情况越差，尾数位数可能越多

我们知道除法器HW是迭代的，必须持续更长的时间才能计算更多的位，因此将x87精度设置为24或53位有助于提高性能的可能性是100%，与使用

divss

的方法完全相同。它们共享相同的硬件执行单元。

IvyBridge最终完成了FP分配器的管道设计。与IvB相比，Haswell没有对div编号进行任何重大更改。以下是HSW编号：

• fdiv

  10-24c延迟，8-18c吞吐量

• divsd

  /

  divpd xmm

  ：10-20c延迟，8-14c吞吐量

• divss

  /

  divps xmm

  ：10-13秒延迟，7秒吞吐量（固定延迟对调度器来说很好）

另请参见我收集Agner Fog最近英特尔CPU数据的地方，包括256位YMM向量。我没有提到x87，因为它基本上与高性能无关

---

通常您只需要使用SSE1，因为它通常更快（由于采用了平面寄存器集和2操作数指令而不是堆栈，因此在

fxch

和

fld

寄存器拷贝上没有花费前端带宽）。在某些情况下使用SIMD的机会（通常4倍浮点sqrt的结果与1相同）使其与将x87 FPU设置为32位相比取得了巨大的胜利

大多数SSE数学指令的吞吐量和延迟与x87指令相似，但x87的开销更大

如果您需要制作一个32位二进制文件，该文件与旧CPU兼容，甚至不需要SSE1，是的，如果

fdiv

和

fsqrt

性能对代码很重要，您可以将x87精度降低到24位。（也可能加速一些微代码x87指令，如

fsin

和

fyl2x

，IDK。）

或者，如果将精度降低到

float

过于剧烈，那么您将在XMM regs中查看SSE2的

double

数学。它是x86-64的基准，因此，如果出于某种原因必须生成32位二进制文件，那么同样值得考虑。没有它的最新CPU是Athlon XP。（如果您不计算像“当前测地线”这样的东西。）

---

与fpu舍入模式和系统端相同，api是否也会破坏我的设置

好了，没有什么能让取整模式改变。这将是一个很大的区别，对性能没有帮助

如果有人能够证明这样做是合理的，那么有人会为了C的性能而这样做，C使用

（int）float

，而不使用带截断指令的SSE convert（或者对于x87版本，SSE3

fisttp

），以避免将x87舍入模式设置为截断（接近0）然后在每次将FP值转换为