处理器实际上计算乘以零还是一？为什么？

Question

简短版

在下面一行：

aData[i] = aData[i] + ( aOn * sin( i ) );

如果aOn 是0 或1，处理器是实际执行乘法运算，还是有条件地计算结果（0 对应0，其他值对应1）？

长版

我正在研究算法性能一致性，其中部分涉及到Branch Prediction 的效果。

假设是这段代码：

for ( i = 0; i < iNumSamples; i++ )
    aData[i] = aData[i] + ( aOn * sin( i ) );

将提供比此代码更稳定的性能（分支预测可能会破坏性能）：

for ( i = 0; i < iNumSamples; i++ )
{
    if ( aOn )
        aData[i] = aData[i] + sin( i );
}

aOn 是0 或1，它可以在另一个线程执行循环期间切换。

实际的条件计算（上例中的+ sin( i )）涉及到更多的处理，并且if条件必须在循环内（有多种条件，不仅仅是上例中的一个；另外，更改为@987654335 @ 应该立即生效，而不是每个循环）。

忽略性能一致性，两个选项之间的性能权衡在于执行 if 语句和乘法的时间。

无论如何，很容易发现，如果处理器不会对 1 和 0 等值执行实际乘法，则第一个选项可能是双赢的解决方案（无分支预测，性能更好）。

Answer 1

处理器与0s 和1s 执行正则乘法。

原因是，如果处理器在每次计算之前检查0 和1，则条件的引入将花费更多的周期。虽然您将获得 0 和 1 乘数的性能，但您将失去任何其他值的性能（更有可能）。

一个简单的程序可以证明这一点：

#include <iostream>
#include "cycle.h"
#include "time.h"

void Loop( float aCoefficient )
{
    float iSum = 0.0f;

    clock_t iStart, iEnd;

    iStart = clock();
    for ( int i = 0; i < 100000000; i++ )
    {
        iSum += aCoefficient * rand();
    }
    iEnd = clock();
    printf("Coefficient: %f: %li clock ticks\n", aCoefficient, iEnd - iStart );
}

int main(int argc, const char * argv[])
{
    Loop( 0.0f );
    Loop( 1.0f );
    Loop( 0.25f );

    return 0;
}

输出是：

Coefficient: 0.000000: 1380620 clock ticks
Coefficient: 1.000000: 1375345 clock ticks
Coefficient: 0.250000: 1374483 clock ticks