Swift 中的双倍 vs Float80 速度
Double vs Float80 speed in Swift
我听说x87 FPU是80位浮点数，所以即使我想用64位数字计算，它也会用80位计算然后转换。但是 Swift 在 x86-64、Double 或 Float80 中哪个最快（计算算术时）？
虽然 x87 FPU 确实以 80 位 "extended" 精度在内部运行（至少，默认情况下；这是可定制的，实际上 32 位构建遵循 macOS ABI 集 64 位内部精度），针对 x86-64 的二进制文件不再使用 x87 FPU 指令。所有实现 64 位长模式扩展的 x86 芯片也支持 SSE2（事实上，这是 AMD64 规范所要求的），因此 64 位二进制文件始终可以假设支持 SSE2。因此，这就是用于实现浮点运算的方法，因为它更高效，也更容易为编译器优化。
即使是现代的 32 位构建也将 SSE2 视为最低限度，并且 当然 在 Macintosh 平台上，因为 SSE2 是在 Pentium 4 中引入的，它早于 Macintosh平台切换到 Intel x86 芯片。 Apple 机器中使用过的所有 x86 芯片都支持 SSE2。
所以不，您不会通过使用 80 位扩展精度类型看到任何性能改进。您不会从 x87 指令中看到任何性能改进，即使它们是由编译器生成的。而且您肯定不会在 x86-64 上看到任何性能改进，因为 SSE2 在硬件中支持最大 64 位精度。任何 80 位精度的操作都必须在软件中实现，或者强制智能编译器发出 x87 指令，这意味着您无法从 SSE2 的任何好的特性和有形的性能改进中受益。
Double 几乎总是[1] 在现代英特尔处理器上的 Float80 上至少与几乎任何语言一样快。在某些情况下它会明显更快：
Double 使用更少的内存；使用 Double 时算法的工作集可能适合缓存，但使用 Float80 时无法适合，从而导致严重的性能危害。
Double 可以利用 FMA 指令（在 Swift 中公开为 .add[ing]Product(x,y) 和 fma() 自由函数），这有效地使最近的内核可达到的浮点吞吐量。
Double 可以由编译器自动矢量化。 Float80 上没有矢量指令。在可能的情况下，这可以为您提供高达 4 倍的加速。
sin、cos、pow 等数学函数在 Double 上比在 Float80 上更快.
还有其他一些使用 Double 的原因：它可以移植到非 x86 硬件，而 Float80 则不能，并且 Double 与 C 接口的互操作性比 Double 更容易Float80。您应该只在必要时使用 Float80，否则默认使用 Double。
[1] 有一些小众案例 Float80 可以更快——如果算法在 Double 中反复下溢，但在 Float80 中保持在正常范围内，因为例子。这些很少见，通常不值得担心；更常见的是，您的算法也会在 Float80 中下溢，只需稍后进行几次迭代即可。
我听说x87 FPU是80位浮点数，所以即使我想用64位数字计算，它也会用80位计算然后转换。但是 Swift 在 x86-64、Double 或 Float80 中哪个最快（计算算术时）？
虽然 x87 FPU 确实以 80 位 "extended" 精度在内部运行（至少，默认情况下；这是可定制的，实际上 32 位构建遵循 macOS ABI 集 64 位内部精度），针对 x86-64 的二进制文件不再使用 x87 FPU 指令。所有实现 64 位长模式扩展的 x86 芯片也支持 SSE2（事实上，这是 AMD64 规范所要求的），因此 64 位二进制文件始终可以假设支持 SSE2。因此，这就是用于实现浮点运算的方法，因为它更高效，也更容易为编译器优化。
即使是现代的 32 位构建也将 SSE2 视为最低限度，并且 当然 在 Macintosh 平台上，因为 SSE2 是在 Pentium 4 中引入的，它早于 Macintosh平台切换到 Intel x86 芯片。 Apple 机器中使用过的所有 x86 芯片都支持 SSE2。
所以不，您不会通过使用 80 位扩展精度类型看到任何性能改进。您不会从 x87 指令中看到任何性能改进，即使它们是由编译器生成的。而且您肯定不会在 x86-64 上看到任何性能改进，因为 SSE2 在硬件中支持最大 64 位精度。任何 80 位精度的操作都必须在软件中实现，或者强制智能编译器发出 x87 指令，这意味着您无法从 SSE2 的任何好的特性和有形的性能改进中受益。
Double 几乎总是[1] 在现代英特尔处理器上的 Float80 上至少与几乎任何语言一样快。在某些情况下它会明显更快：
Double使用更少的内存；使用Double时算法的工作集可能适合缓存，但使用Float80时无法适合，从而导致严重的性能危害。Double可以利用 FMA 指令（在 Swift 中公开为.add[ing]Product(x,y)和fma()自由函数），这有效地使最近的内核可达到的浮点吞吐量。Double可以由编译器自动矢量化。Float80上没有矢量指令。在可能的情况下，这可以为您提供高达 4 倍的加速。sin、cos、pow等数学函数在Double上比在Float80上更快.
还有其他一些使用 Double 的原因：它可以移植到非 x86 硬件，而 Float80 则不能，并且 Double 与 C 接口的互操作性比 Double 更容易Float80。您应该只在必要时使用 Float80，否则默认使用 Double。
[1] 有一些小众案例 Float80 可以更快——如果算法在 Double 中反复下溢，但在 Float80 中保持在正常范围内，因为例子。这些很少见，通常不值得担心；更常见的是，您的算法也会在 Float80 中下溢，只需稍后进行几次迭代即可。