在x86-64中是否存在性能损失访问32位整数数组？

Question

很抱歉，这个问题听起来很愚蠢。我只是模糊地认识到数据对齐的问题，并且从未做过任何64位编程。我正在研究一些32位x86代码。它经常访问int数组。有时会读取一个32位整数。有时读两个或更多。在某些时候，我想将代码设置为64位。我不确定是否应该将此int数组声明为int或long int。我宁愿保持整数的宽度相同，所以我不必担心差异。我有点担心，读取/写出与自然字不对齐的地址可能会很慢。

Answer 1

仅当装载或存储穿过对齐边界时才会发生未对齐惩罚。边界通常是中较小的：

• 硬件的自然字大小。 （32位或64位*）
• 数据类型的大小。

如果要在64位（8字节）架构上加载4字节字。它不需要8字节对齐。它只需要4字节对齐。

同样，如果您在任何计算机上加载1字节字符，则根本不需要对齐。

_{*请注意，SIMD向量可能意味着更大的自然字大小。例如，16字节SSE仍需要在x86和x64上进行16字节对齐。 （除非显式错位加载/存储）}

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简而言之，您不必担心数据对齐。语言和编译器很难阻止你担心它。

所以请坚持使用对你来说最有意义的数据类型。

Answer 2

64位x86 CPU仍然经过大量优化，可以有效地处理32位值。即使在64位操作系统上，访问32位值至少与访问64位值一样快。实际上，它实际上会更快，因为消耗的缓存空间和内存带宽更少。

Answer 3

这里有很多好的信息： Performance 32 bit vs. 64 bit arithmetic

更多信息https://superuser.com/questions/56540/32-bit-vs-64-bit-systems，答案声称最糟糕的速度减慢到5％（从应用程序的角度来看，而不是个别操作）。

简短的回答是否定的，你不会受到性能影响。

Answer 4

每当您访问任何内存位置时，整个缓存行都会被读入L1缓存，并且对该行中任何内容的任何后续访问都会尽可能快。除非您的32位访问跨越高速缓存行（如果它在32位对齐上，它将不会），它将与64位访问一样快。