Question

好的，所以我登上了，并且想知道math.h平方根与其中有神奇数字的那个相比有多快（由Quake着名但由SGI制作）。

但这最终导致了我受伤的世界。

我首先在Mac上尝试过这种方法，其中math.h每次都会在Windows上获胜，而魔术数字总是赢得，但我认为这完全归功于我自己的高通。

在程序运行时使用“g ++ -o sq_root sq_root_test.cpp”在Mac上进行编译，大约需要15秒才能完成。但是在发布时在VS2005中进行编译只需要一瞬间。（实际上我必须在调试中编译才能让它显示一些数字）
我的穷人的基准？这真的很蠢吗？因为math.h得0.01，魔术数得0。（它不能那么快吗？）

我不知道这是否重要，但Mac是Intel，PC是AMD。 Mac是否使用math.h sqroot的硬件？

我从http://en.wikipedia.org/wiki/Fast_inverse_square_root

//sq_root_test.cpp

#include <iostream>
#include <math.h>
#include <ctime>


float invSqrt(float x)
{
    union {
        float f;
        int i;
    } tmp;
    tmp.f = x;
    tmp.i = 0x5f3759df - (tmp.i >> 1);
    float y = tmp.f;
    return y * (1.5f - 0.5f * x * y * y);
}

int main() {
    std::clock_t start;// = std::clock();
    std::clock_t end;
    float rootMe;

    int iterations = 999999999;

    // ---

    rootMe = 2.0f;
    start = std::clock();

    std::cout << "Math.h SqRoot: ";

    for (int m = 0; m < iterations; m++) {
        (float)(1.0/sqrt(rootMe));
        rootMe++;
    }

    end = std::clock();

    std::cout << (difftime(end, start)) << std::endl;

    // ---

    std::cout << "Quake SqRoot: ";

    rootMe = 2.0f;
    start = std::clock();

    for (int q = 0; q < iterations; q++) {
        invSqrt(rootMe);
        rootMe++;
    }

    end = std::clock();

    std::cout << (difftime(end, start)) << std::endl;   
}

Answer 1

您的基准测试存在一些问题。首先，您的基准测试包括从int到float的潜在昂贵的转换。如果您想知道平方根的成本，则应该对平方根进行基准测试，而不是数据类型转换。

其次，您的整个基准测试可以由编译器优化（并且），因为它没有可观察到的副作用。您不使用返回的值（或将其存储在易失性存储器位置），因此编译器会看到它可以跳过整个事情。

这里的一个线索是你必须禁用优化。这意味着您的基准测试代码已被破坏。从不永远在基准测试时禁用优化。您想知道哪个版本运行速度最快，因此您应该在实际使用的条件下对其进行测试。如果您在性能敏感的代码中使用平方根，那么您将启用优化，因此在没有优化的情况下的行为方式完全无关紧要。

此外，您不是计算平方根计算成本的基准，而是逆平方根的成本。如果您想知道平方根的计算方式最快，则必须将1.0/...除法移至Quake版本。（因为除法是一项非常昂贵的操作，这可能会对你的结果产生很大影响）

最后，值得指出的是，Carmacks的小技巧被设计为在12岁的计算机上快速运行。一旦你修复了你的基准测试，你可能会发现它不再是一个优化，因为今天的CPU在计算“真正的”平方根时要快得多。

基准math.h平方根和Quake平方根

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