在着色器中乘以2的幂时的gpu优化

Question

现代GPU是否通过位移来优化2的幂乘法？例如，假设我在着色器中执行以下操作：

float t = 0;
t *= 16;
t *= 17;

第一次乘法运算是否有可能比第二次乘法运算快？

Answer 1

不能通过移位完成浮点乘法。但是，理论上可以优化浮点乘以2个常数 的幂。浮点值通常以S * M * 2 ^ E的形式存储，其中S是符号，M是尾数，E是指数。可以通过对float的指数部分进行加/减来乘以2的幂，而无需修改其他部分。但实际上，我敢打赌，在GPU上始终使用通用乘法指令。

在研究PVRShaderEditor（PowerVR GPU）的反汇编输出时，我对2个常数的幂有一个有趣的观察。我注意到2常数的幂在一定范围内（在我的情况下为[2 ^（-16），2 ^ 10]），请使用特殊表示法，例如C65，表示它们是预定义的。而诸如3.0或2.3之类的任意常量则使用共享的寄存器符号（例如SH12），这意味着它们以统一的形式存储，并且可能会产生一些设置成本。因此，使用2常数的幂至少可以在某些硬件上产生一些优化利益。