Оптимизация для pentium процессора - соображения о других микропроцессорах
23. СООБРАЖЕНИЯ О ДРУГИХ МИКРОПРОЦЕССОРАХ ========================================= Большинство оптимизаций, описанных в этом документе может иметь очень маленькую, а может и вообще отрицательную, эффективность на других, не-Intel микропроцессорах, но о некоторых проблемах лучше быть осведомленным. Использование полного регистра, после записи в его часть вызовет серьезные задержки на 80486 и небольшие задержки на PentiumPro. Например: MOV AL,[EBX] / MOV ECX,EAX На PentiumPro может быть анулированно обнулением полного регистра перед записью: XOR EAX,EAX / MOV AL,[EBX] / MOV ECX,EAX или используя MOVZX EAX,BYTE PTR [EBX] При планировании кода с плавающей точкой на Pentium, обычно используется много инструкций FXCH. Это замедлит исполнение кода на ранних микропроцессорах, но не на PentiuPro, поздних Intel и не-Intel процессорах. Как упомянуто во введении, Intel заявил о создании новых версий процессора Pentium с набором MMX инструкций, предназначеных для векторных операций. Эти инструкции будут очень полезны для параллельных расчетов большого числа целочисленных операций. Чип PentiumPro во многих отношениях быстрее, чем Pentium, но с другой стороны кое в чем медленнее. Знание сильных и слабых стороны PentiumPro позволит вам делать ваш код максимально быстрым для обоих процессоров. Наиболее важное преимущество PentiumPro то, что он делает большую часть оптимизаций для вас: переупорядочивание инструкций и разложение сложных инструкций на более простые. Но отлично оптимизированный код - различается у обоих процессоров. Оба процессора имеют одинаковое число модулей исполнения, так что производительность их примерно равна. PentiumPro имеет раздельные модули для чтения и записи в память, таким образом он может делать три операции чтения одновременно, но не может делать два чтения и запись, или две операции записи и одну чтения одновременно, тогда как Pentium может. PentiumPro лучше, чем Pentium в следующих случаях: - порядок выполнения - один промах кеша не задерживает последующие инструкции - разбиение сложных инструкций на меньшие микро-операции - автоматическое анулирование регистра, для анулирования не необходимых задержек - лучший механизм предсказания переходов, чем на Pentium без MMX - многие неспариваемые или слабо оптимизированные на Pentium инструкции выполняются лучше на PentiumPro, т.н. целочисленное умножение, MOVZX, CQD, битовое сканирование, битовый тест, сдвиги CL и загрузка чисел с плавающей точкой - числа с плавающей точкой и целые числа операции могут обрабатываться одновременно - чтение и запись в память не занимает ALU - инструкции косвенно обращающиеся к памяти не вызывают остановку AGI - новые инструкции перемещения данных могут использоваться вместо инструкций условных переходов - новая инструкция FCOMI устраняет потребность в медленной FNSTSW AX - более высокая частота PentiumPro уступает Pentium в следующем: - непредсказанные переходы очень медленные (10-15 тактов!) - низкая производительность 16 битного кода и сегментной модели - медленно декодируются префиксы (кроме 0FH) - большие потери при смешивании 8, 16 и 32 битных регистров - FADD, FSUB, FMUL, FCHS медленнее - не возможны два чтения или записи в память - некоторые комбинации инструкций не могут исполняться параллельно, например push + push, push + условный переход Таким образом, PentiumPro может быть действительно медленнее Pentium, хорошо оптимизированный код, с большим количеством непредсказанных переходов и большим количеством операций с плавающей точкой может действительно работать с весьма разной скоростью. Большинство недостатков каждого процессора могут быть обойдены тщательным оптимизированием и использованием режима адресации FLAT. Но проблема с непредсказанными условными переходами не может анулироваться, за исключением случаев, где вы сможете заменить их инструкциями условного перемещения. Использование преимуществ MMX и PentiumPro процессоров создаст значительные трудности, если вы захотите, что бы ваш код был совместим с более ранними микропроцессорами. Решением может быть написание нескольких версий кода, оптимизированного под каждый из процессоров. Ваша программа должна автоматически определять тип используемого процессора и выбирать соответствующую версию кода. Такой сложный способ целесообразно применять только в критических частях вашей программы.