在大多数现代64位处理器上,`mulq`的速度是否取决于操作数？

Question

在大多数现代64位处理器(例如Intel Core 2 Duo或Intel i7系列)上,x86_64命令mulq及其变体的速度是否取决于操作数？例如,乘法11 * 13会比11111111 * 13131313？或者它总是花费最坏情况的时间？

Answer 1

TL; DR:否.恒定长度整数数学运算(禁止除法,非线性)消耗恒定数量的周期,无论操作数的数值如何.

mulq 需要两个QWORD参数.

这些值以little-endian二进制格式(由x86架构使用)表示如下:

1011000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 =       13
1000110001111010000100110000000000000000000000000000000000000000 = 13131313

处理器将这两者视为相同的"大小",因为它们都是64位值.

因此,无论操作数的实际数值如何,循环计数应始终相同.

更多信息:

有概念领先零期待和领先零检测^{[ 1 ] [ 2 ]}可使用的,以加快浮点运算(LZA/LZD).

然而,据我所知,没有主流处理器采用这些方法中的任何一种来进行整数运算.这很可能是由于大多数整数运算的简单性(在这种情况下是乘法).LZA/LZD的开销可能根本不值得,因为简单的整数数学电路可以在更短的时间内完成全部乘法.

Answer 2

我没有任何参考资料，但我会把钱花在延迟/吞吐量上，因为延迟/吞吐量不随操作数的值而变化。否则，安排起来将是一场噩梦。