浮动与双重表现

Question

我做了一些时间测试，还阅读了一些文章，如这一个（最后评论），看起来在Release版本中，float和double值占用相同的处理时间。

这怎么可能？当float值与double值相比精度更低且更小时，CLR如何在相同的处理时间内获得双倍的效果？

Answer 1

在x86处理器上，至少， float 和 double 将由FPU转换为10字节实数进行处理。 FPU没有针对它支持的不同浮点类型的单独处理单元。

float 的古老建议比100年前应用的 double 更快，因为大多数CPU没有内置FPU（很少有人有单独的FPU）芯片），所以大多数浮点操作都是用软件完成的。在这些机器上（由熔岩坑产生的蒸汽驱动），使用 float 的 更快。现在， float 的唯一真正好处是它们占用的空间更少（只有当你拥有数百万个空间时才重要）。

Answer 2

我有一个小项目，在那里我使用了CUDA，我记得浮动速度比那里快一倍。一旦主机和设备之间的流量较低（主机是CPU和“正常”RAM，并且设备是GPU和相应的RAM）。但即使数据一直驻留在设备上，它也会变慢。我想我在某个地方看到这个已经改变了，或者应该与下一代有所改变，但我不确定。

因此，在这些情况下，GPU似乎无法原生地处理双精度，这也解释了为什么通常使用GLFloat而不是GLDouble。

（正如我所说的那样，只有我记得的时候，在CPU上搜索float与double时偶然发现了这一点。）

Answer 3

取决于 32位或 64位系统。如果编译为64位，则double会更快。在64位（机器和操作系统）上编译为32位，浮动速度提高了约30％：

    public static void doubleTest(int loop)
    {
        Console.Write("double: ");
        for (int i = 0; i < loop; i++)
        {
            double a = 1000, b = 45, c = 12000, d = 2, e = 7, f = 1024;
            a = Math.Sin(a);
            b = Math.Asin(b);
            c = Math.Sqrt(c);
            d = d + d - d + d;
            e = e * e + e * e;
            f = f / f / f / f / f;
        }
    }

    public static void floatTest(int loop)
    {
        Console.Write("float: ");
        for (int i = 0; i < loop; i++)
        {
            float a = 1000, b = 45, c = 12000, d = 2, e = 7, f = 1024;
            a = (float) Math.Sin(a);
            b = (float) Math.Asin(b);
            c = (float) Math.Sqrt(c);
            d = d + d - d + d;
            e = e * e + e * e;
            f = f / f / f / f / f;
        }
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        DateTime time = DateTime.Now;
        doubleTest(5 * 1000000);
        Console.WriteLine("milliseconds: " + (DateTime.Now - time).TotalMilliseconds);

        time = DateTime.Now;
        floatTest(5 * 1000000);
        Console.WriteLine("milliseconds: " + (DateTime.Now - time).TotalMilliseconds);

        Thread.Sleep(5000);
    }

Answer 4

仍然有一些情况下浮点数是首选 - 但是使用OpenGL编码时，使用GLFloat数据类型（通常直接映射到16位浮点数）更常见，因为它在大多数GPU上比GLDouble更有效。