Сравнение архитектур процессоров

[vak]

Берем простой, хотя и нетривиальный си-шный код, и сравниваем количество получившихся машинных команд. Компилятор GCC 4.1.2, оптимизация -O1. Исходный код такой:

unsigned long rot13_hash (unsigned char *str, unsigned int len)
{
        unsigned long hash = 0;

        while (len-- > 0) {
                hash += *str++;
                hash -= (hash << 13) | (hash >> 19);
        }
        return hash;
}

Результаты:

Архитектура	Команд в цикле	Всего команд
ARM	6	13
Thumb	8	17
MIPS32	9	17
Intel 386	9	25
MIPS16	10	17
Blackfin	11	22

Для MIPS и Blackfin компилятор не догадался заменить два арифметических сдвига на один циклический. Предположим, мы исправили компилятор. Тогда получится так:

Архитектура	Команд в цикле	Всего команд
ARM	6	13
MIPS32	7	15
MIPS16	8	15
Thumb	8	17
Blackfin	8	19
Intel 386	9	25

Хорошо видно, насколько архитектура Intel 386, она же Pentium, проигрывает RISC-процессорам.

Comments

[vak]

С оптимизацией по размеру количество команд в цикле увеличивается до 10. Из них два перехода. Интеловские инженеры, конечно, гении, не буду спорить. Во внутреннем представлении последний jmp можно вообще убрать, если для каждой команды хранить адрес следующей.

Легенда про четыре команды на такт возникла из того, что в Pentium 4 АЛУ работает по обоим фронтам синхросигнала. И таких АЛУ аж два. Реально померять что-то не представляется возможным, слишком всё замешано в кучу с трансляцией, VLIW, кэшами и т.п. Можно рассуждать только статистически. Из каких-то бенчмарков я слышал цифру про ~1 такт на команду, но отстаивать не берусь.