FP 和整数除法是否在 x86 CPU 上竞争相同的吞吐量资源？

Question

我们知道英特尔 CPU 在端口 0 上的非完全流水线除法执行单元上执行整数除法和 FP div / sqrt。我们从IACA output、其他已发布的资料和实验测试中了解到这一点。 （例如https://agner.org/optimize/）

但是对于 FP 和整数是否有独立的分隔符（仅竞争通过端口 0 进行调度），或者 如果一个是整数而另一个是FP？

英特尔 CPU（与 AMD 不同）将整数除法解码为多个微指令（例如10 for div r32 在 Skylake 上。

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AMD CPU 同样在一个执行端口上有分频器，但我对它们了解不多，也没有一个可以测试。 AMD 整数除法仅解码为几个微指令（写入 RDX 和 RAX），而不是微编码。 AMD 的实验可能更容易解释，没有大量 uops 飞来飞去成为 int 和 fp div 之间争用的可能原因。

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进一步阅读：

• 半相关：Radix divider internals
• Floating point division vs floating point multiplication - 各种 Intel 和 AMD CPU 上的 FP div/sqrt 与乘法/FMA 吞吐量。
• Trial-division code runs 2x faster as 32-bit on Windows than 64-bit on Linux - Intel 的 64 位整数除法要慢很多。解码更多微指令（SKL 上 36 对 10），甚至不会使 arith.divider_active 性能计数器饱和。

Answer 1

英特尔 CPU 架构师 Ronak Singhal mentions on Twitter Broadwell（以及暗示 ICL 之前的后续架构）使用 FP 硬件进行除法，但 Ice Lake 有一个专用的整数除法单元：

请记住，以此为基准的 Broadwell 在 FP 分频器上进行整数除法。在 Ice Lake 中，现在有一个专用的整数除法单元。

所以我预计会有激烈的竞争。毫无疑问，整数除法执行的许多操作都是不使用除法器的普通 ALU 操作，所以我不一定期望它们的逆吞吐量是严格累积的，但它们肯定会竞争。

Ronak 并未暗示任何关于 Broadwell 之前的实施，但基于至少可以追溯到 Sandy Bridge 的类似端口分配和性能，我认为我们可以预期相同的共享。