MOD 运算是否比乘法更占用 CPU？答案

【问题标题】：Is MOD operation more CPU intensive than multiplication?MOD 运算是否比乘法更占用 CPU？
【发布时间】：2011-05-05 18:59:51
【问题描述】：

为什么 mod (%) 运算比乘法 (*) 的成本要高出2 倍？

请详细说明CPU如何进行除法运算并返回MOD运算的结果。

在以下示例中，每个线程运行一秒钟。测试是在SPARC 处理器上执行的。

// multiplication
void someThread() {

    int a = 10234;
    while (true) {
        opers++;
        a = a * a;
        a++;
    }

    // opers ~ 26 * 10^6 in a sec.
}

// MOD
void someThread() {

    int a = 10234;
    while (true) {
        opers++;
        a = a % 10000007;
        a++;
    }

    // opers ~ 12 * 10^6 in a sec.
}

【问题讨论】：

两个代码示例相同。
有+的版本在哪里？ ^^
比较乘法算法 (en.wikipedia.org/wiki/Binary_multiplier) 和整数除法算法 (en.wikipedia.org/wiki/Division_(digital))。我不知道 sparc 为除法实现了什么。也许是非恢复算法。
-1 这个问题的分数？否决者可以解释/评论吗？
虽然像这种情况can be converted to multiplication一样被常数除法，但它仍然比单个除法指令复杂得多，因此要慢得多

标签： c++ cpu-architecture multiplication division

【解决方案1】：

mod 与除法本质上是相同的过程（出于这个原因，一些系统提供了“divmod”）。

二进制长乘法和二进制长除法的最大区别在于，长除法要求您在每次减法后执行溢出测试，而长乘法在初始屏蔽过程后无条件地执行加法。

这意味着您可以轻松地重新排列和并行化长乘法中的加法，但您不能对长除法做同样的事情。我在https://stackoverflow.com/a/53346554/5083516写了一个更长的答案@

【讨论】：

【解决方案2】：

除法算法（处理器通过门中实现的算法执行除法和乘法运算）比乘法运算成本更高。事实上，一些复杂度较高的除法算法都是以乘法为基本步骤的。

即使您使用在学校学到的简单算法。它们都具有相同的渐近复杂度，但除法的常数更大（您必须找出数字，这不是微不足道的，因此您可能会搞砸并必须修复混乱）。

【讨论】：

【解决方案3】：

Instruction latencies and throughput for AMD and Intel x86 processors

一个操作在 CPU 上天生就比较慢 :)

【讨论】：

【解决方案4】：

MOD 是除法运算，而不是乘法运算。除法比乘法更昂贵。

更多关于MOD操作的信息在这里：http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation

【讨论】：

罗伯特：除法也可以这样说——即除法更昂贵，因为它是一个 MOD 运算，而 MOD 比乘法更昂贵。我想了解更多关于 CPU 级别的详细信息，为什么除法/模比乘法更昂贵。这个答案重复了我的问题。
这是正确的答案，显然 OP 并没有认真地比较 mod 和 div。互联网上的某个地方应该有一个尘土飞扬的角落谈论 sparc 处理器的内部结构。
如果正确答案除了说明显而易见的事情之外什么都没说，那么问题一定很糟糕。之后，我改进了问题并要求提供有关 CPU 使用率的更多详细信息。

【解决方案5】：

是的，mod 比乘法更昂贵，因为它是通过除法实现的。（CPU 通常在除法时返回商和余数。）但是你的两个线程都使用乘法。复制/粘贴错误？

【讨论】：