64 位整数的按位运算成本与 8 位整数相同吗？
Is the cost of bitwise operations on 64-bit integers the same as 8-bit integers?
我的代码涉及对大量整数进行按位运算。
如果理解正确的话，64 位计算机在一个时钟周期内对 64 位整数进行计算。如果我在做一个8位整数的按位运算，它仍然消耗1个时钟周期。如果我做8个8位整数运算，会消耗8个时钟周期。知道我可以将八个 8 位整数放入一个 64 位整数，并对 64 位整数进行按位运算，我会消耗 1 个时钟周期而不是 8 个时钟周期吗？
即使在64位机器上，64位操作所占用的时钟周期数也不能保证为1，但显然处理器不知道64位值是否代表一个64-位或八个 8 位整数，因此按位运算本身对于这两种情况都一样快。 代码的这一部分 几乎肯定也会对单个 64 位值执行得更好，因为 64 位处理器可能适用于 64 位（或至少 32 位）数量即使你对较小的变量进行操作。
对于程序的整体性能，很大程度上取决于您需要多久在 8 位和 64 位数据之间进行转换；存储在 64 位整数数组中的单个 8 位整数的典型索引类似于 (a[i / 8] >> ((i % 8) * 8)) & 0xFF - 所以至少在 C 端† 如果经常这样做会增加复杂性，但如果你的大部分对数组的所有元素重复操作，那么无论如何 64 位解决方案都可能获胜（请记住，无论如何，编译器在处理 8 位变量时可能必须生成类似的掩码）。
† 您可能希望查看生成的汇编程序以验证实际的复杂性，根据指令集的不同，它看起来可能会有很大不同……
为矢量化运算的超快速度做好准备：使用 SSE2 或 AVX2 内在函数，您可以一次处理 128 或 256 位（_m128i _mm_and_si128、_mm256_and_si256 等）。即将推出的 AVX512 扩展将一次允许 512 位！
我的代码涉及对大量整数进行按位运算。 如果理解正确的话，64 位计算机在一个时钟周期内对 64 位整数进行计算。如果我在做一个8位整数的按位运算，它仍然消耗1个时钟周期。如果我做8个8位整数运算，会消耗8个时钟周期。知道我可以将八个 8 位整数放入一个 64 位整数，并对 64 位整数进行按位运算，我会消耗 1 个时钟周期而不是 8 个时钟周期吗？
即使在64位机器上，64位操作所占用的时钟周期数也不能保证为1，但显然处理器不知道64位值是否代表一个64-位或八个 8 位整数，因此按位运算本身对于这两种情况都一样快。 代码的这一部分 几乎肯定也会对单个 64 位值执行得更好，因为 64 位处理器可能适用于 64 位（或至少 32 位）数量即使你对较小的变量进行操作。
对于程序的整体性能，很大程度上取决于您需要多久在 8 位和 64 位数据之间进行转换；存储在 64 位整数数组中的单个 8 位整数的典型索引类似于 (a[i / 8] >> ((i % 8) * 8)) & 0xFF - 所以至少在 C 端† 如果经常这样做会增加复杂性，但如果你的大部分对数组的所有元素重复操作，那么无论如何 64 位解决方案都可能获胜（请记住，无论如何，编译器在处理 8 位变量时可能必须生成类似的掩码）。
† 您可能希望查看生成的汇编程序以验证实际的复杂性，根据指令集的不同，它看起来可能会有很大不同……
为矢量化运算的超快速度做好准备：使用 SSE2 或 AVX2 内在函数，您可以一次处理 128 或 256 位（_m128i _mm_and_si128、_mm256_and_si256 等）。即将推出的 AVX512 扩展将一次允许 512 位！