Apple的M1处理器和完整的128位整数产品

如果我乘以两个64位整数（在[0,2 64）中的值），则产品需要128位。英特尔和AMD处理器（X64）可以使用单个指令（MUL）计算两个64位整数的完整（128位）乘积。 ARM处理器，例如在您的手机中找到的，需要两个指令来实现相同的结果：MUL计算最低有效的64位，而MULH计算最高的64位。

我认为它通常意味着计算完整的128位产品更昂贵，其他一切都相同，在臂处理器上比X64（英特尔）处理器相同。但是，指令集不必确定性能。例如，ARM处理器可以识别出我正在调用两个指令（MUL和MULH）并更有效地处理它们。

uint64_t splitmix（）{ UINT64_T z =（状态+ = uint64_c（0x9e3779b97f4a7c15））; z =（z ^（z＆gt;＆gt; 30））* uint64_c（0xbf58476d1ce4e5b9）; z =（z ^（z＆gt;＆gt; 27））* uint64_c（0x94d049bb133111eb）; 返回z ^（z＆gt;＆gt; 31）; }

uint64_t wyhash（）{ state + = 0x60bee2bee120fc15 ull; __uint128_t tmp =（__uint128_t）（州）* 0xa3b195354a39b70dull; UINT64_T M1 =（TMP＆gt;＆gt; 64）^ TMP; tmp =（__uint128_t）m1 * 0x1b03738712fad5c9 ull; 返回（tmp＆gt;＆gt; 64）^ tmp; }

正如我之前报道的那样，Wyhash在英特尔或AMD处理器上几乎应该始终更快，因为它只有两个乘法，而SplitMix函数由两个具有其他几个操作的乘法。但是，Wyhash需要两个完全乘法，而SplitMix只需要两个64位产品。如果Wyhash中的两个完整乘法等同于两种四个乘法，那么Wyhash变得更加昂贵。

我写了一个小的C ++基准测试，以测量使用Apple的新M1处理器（ARM）计算随机值所需的时间（以纳秒为单位）。编译器是Apple Clang版本12，默认在新的Apple Silicon笔记本电脑上默认出现。

Wyhash发生器比Apple M1处理器上的SplitMix更快（大约50％），这表明Apple硅在计算两个64位整数的完整128位乘积时是有效的。