Question

我正在阅读“加速C ++”。我发现一句话说“有时double的执行速度比C ++中的float快”。读完句子后，我对float和double工作感到困惑。请向我解释这一点。

Answer 1

取决于本机硬件的功能。

如果硬件实现了double（就像x86那样），那么通过在那里扩展它来模拟float，转换将花费时间。在这种情况下，double会更快。
如果硬件只实现浮动，那么用它模拟双倍将花费更多的时间。在这种情况下，浮动会更快。
如果硬件没有实现，两者都必须用软件实现。在这种情况下，两者都会很慢，但是double会稍慢一些（至少会有更多的加载和存储操作）。

你提到的引用可能是指x86平台，第一个案例是。但这一般不成立。

Answer 2

您可以在本文中找到完整的答案：

What Every Computer Scientist Should Know About Floating-Point Arithmetic

这是前一个Stack Overflow线程的引用，关于float和double变量如何影响内存带宽：

如果双重要求比浮动更多的存储，然后它将需要更长时间来读取数据。这是天真的答案。在现代 IA32，这一切都取决于数据的位置是来自。如果它在L1缓存中，如果负载可以忽略不计数据来自单个缓存行。如果它跨越多个缓存行这是一个很小的开销。如果它来自 L2，它需要一段时间，如果是的话在RAM中然后它仍然更长最后，如果它在磁盘上是一个巨大的时间。所以浮动或双重的选择比数据的方式更不重要用来。如果你想做一个小的大量顺序计算数据，小数据类型是优选的。做了很多小的计算数据集可以让你使用更大的任何重要的数据类型影响。如果您正在访问数据随机，然后选择数据大小不重要 - 加载数据在页面/缓存行中。所以即使你只想从RAM中获取一个字节，你可以获得32个字节的转移（这是非常的取决于的架构系统）。除此之外，还有 CPU / FPU可能是超标量（也就是说流水线）。所以，即使负载可能需要几个周期，CPU / FPU可以忙着做别的事情（a 例如，乘以隐藏的加载时间到一定程度

Answer 3

简短回答是：取决于。

带有x87的CPU将会同时快速地处理浮动并加倍。矢量化代码将使用浮点运行得更快，因为SSE可以在一次通过中处理4个浮点数或2个双打。

要考虑的另一件事是内存速度。根据您的算法，您的CPU在等待数据时可能会闲置很多。内存密集型代码将受益于使用浮点数，但ALU有限代码不会（除非它是矢量化的）。

Answer 4

当双打比浮点数快时，我可以想到两个基本情况：

您的硬件支持双操作但不支持浮点操作，因此浮点数将由软件模拟，因此速度较慢。
你真的需要双精度。现在，如果你使用浮子，你将不得不使用两个浮点数达到相似的精度加倍。使用浮点数模拟真正的双精度比首先使用浮点数慢。
1. 您不一定需要双打，但由于双精度提高，您的数值算法收敛速度更快。此外，双打可能提供足够的精度来使用更快但数值更不稳定的算法。

为了完整起见，我还给出了浮动更快的相反情况的一些原因。您可以自己查看哪些理由在您的案例中占主导地位：

当你不需要双倍时，浮动速度比双精度快精度和你的内存带宽和你的硬件不会对花车进行处罚。
它们可以节省内存带宽，因为它们占用了一半的空间每个号码。
还有一些平台可以处理比双打更多的浮动并行。

Answer 5

在英特尔，协处理器（现在集成）将同样快速处理，但正如其他一些人所指出的那样，双倍会导致更高的内存带宽，从而导致瓶颈。如果您正在使用标量SSE指令（64位大多数编译器的默认值），则同样适用。因此，一般情况下，除非您正在处理大量数据，否则无关紧要。

然而，并行SSE指令将允许在一条指令中处理四个浮点数，但只有两个双精度数，所以这里浮点数可以明显更快。

Answer 6

只有一个原因是32位浮点数比64位双精度数（或80位80x87）慢。这是一致的。除此之外，浮点数占用的内存较少，通常意味着访问速度更快，缓存性能更好。处理32位指令也需要更少的周期。即使（共）处理器没有32位指令，它也可以以相同的速度在64位寄存器上执行它们。它可能会创建一个测试用例，其中双精度比浮点数更快，而v.v.，但我对真实统计算法的测量结果没有显示出明显的差异。

Answer 7

浮动通常更快。 double提供更高的精度。但是，如果使用特殊处理器扩展（如3dNow或SSE），性能可能会有所不同。

Answer 8

在添加3.3次200万次的实验中，结果是：

Summation time in s: 2.82 summed value: 6.71089e+07 // float
Summation time in s: 2.78585 summed value: 6.6e+09 // double
Summation time in s: 2.76812 summed value: 6.6e+09 // long double

因此，在C和C ++中，double更快且默认。它更易于移植，是所有C和C ++库函数的默认值。 Alos double的精度明显高于float。

即使Stroustrup建议翻倍浮动：

“单精度，双精度和扩展精度的确切含义是实现定义的。为选择重要的问题选择合适的精度需要对浮点计算有重要的理解。如果你没有那个理解，获得建议，花时间学习，或使用双重和希望最好。“

也许唯一一种你应该使用float而不是double的情况是64位硬件和现代gcc。因为浮子较小; double是8个字节，float是4个字节。

双或浮，哪个更快？

8 个答案: