分支上的緩存未命中罰款

Question

我想知道用2個乘法代替分支是否更快（由於高速緩存未命中罰款）？
這是我的情況：

float dot = rib1.x*-dir.y + rib1.y*dir.x;

if(dot<0){
    dir.x = -dir.x;
    dir.y = -dir.y;
}

我正在嘗試將其替換為：

float dot = rib1.x*-dir.y + rib1.y*dir.x;

int sgn = (dot  < 0.0) - (0.0 < dot ); //returns -1 or 1 (no branching here, tested)
dir.x *= sgn;
dir.y *= sgn;

Answer 1

分支並不意味着高速緩存未命中：只有指令的預取/流水線受到干擾，因此有可能在編譯時使用它來阻止一些SSE優化。

另一方面，如果僅使用x86指令，則推測執行將使處理器正確啟動最常用的分支的執行。

另一方面，如果您輸入的if在50％的情況下處於最壞的情況：在這種情況下，我將嘗試查找SSE流水線並使用SSE優化執行，可能會從中得到一些提示這篇文章 ，與您的第二段代碼一致。

但是，對您的代碼進行基准測試，檢查生產的匯編程序，以找到用於此優化的最佳解決方案，並獲得正確的見解。 並最終使我們保持更新:)

Answer 2

乘法的成本取決於幾個因素，是使用32位還是64位浮點數，以及是否啟用SSE。 根據此消息來源，兩個float乘法的成本為10個周期： http ： //www.agner.org/optimize/instruction_tables.pdf

分支機構的成本還取決於幾個因素。 根據經驗，不必擔心代碼中的分支。 分支預測器在CPU上的確切行為將定義性能，但是在這種情況下，您應該期望分支充其量是不可預測的，因此這很可能導致許多分支預測錯誤。 根據此消息來源，分支錯誤預測的成本為10到30個周期： http : //valgrind.org/docs/manual/cg-manual.html

任何人都可以在此處提供的最佳建議是進行概要分析和測試。 我猜想在現代的Core i7上， if the range of input varies sufficiently as to cause sufficient branch mispredictions as to outweigh the cost of the additional multiplication ， if the range of input varies sufficiently as to cause sufficient branch mispredictions as to outweigh the cost of the additional multiplication兩個乘法應該比分支更快。

假設未命中率為50％，則分支的成本平均為15個周期（30 * 0.5），浮點mul的成本為10個周期。

---

編輯 ：添加了鏈接，更新了估計的教學成本。