rust - 我应该在 64 位机器上使用 i32 还是 i64？

Question

ma​​in.rs

#![feature(core_intrinsics)]
fn print_type_of<T>(_: &T) {
    println!("{}", unsafe { std::intrinsics::type_name::<T>() });
}

fn main() {
    let x = 93;
    let y = 93.1;

    print_type_of(&x);
    print_type_of(&y);
}

如果我用“rustc +nightly ./main.rs”编译，我得到这个输出:

$ ./main

i32
f64

我运行的是 x86_64 Linux 机器。默认情况下，浮点变量是 double 的，这很好。 为什么整数只有 4 个字节？我应该使用哪个？如果我不需要 i64，我应该使用 i32 吗？ i32 的性能更好吗？

Answer 1

Are i32 better for performance?

这实际上是一件微妙的事情。如果我们查找一些 recent instruction-level benchmarks例如 SkylakeX ，在大多数情况下 64 位和 32 位指令之间非常明显没有区别。除法是一个异常(exception)，64 位除法比 32 位除法慢，即使是对相同的值进行除法也是如此(除法是为数不多的取决于其输入值的可变时间指令之一)。

对数据使用 i64 也会降低自动矢量化的效率 - 这也是小于 32 位的数据具有超出数据大小优化用途的罕见地方之一。当然，数据大小对于 i32 与 i64 的问题也很重要，使用 i64 的大数组很容易变慢，因为它更大，因此需要更多的缓存空间和(如果适用)更多的带宽。因此，如果问题是 [i32] 与 [i64]，那么它很重要。

更微妙的是，使用 64 位操作意味着代码将平均包含更多的 REX 前缀，从而使代码的密度略微降低，这意味着更少的代码可以一次放入 L1 代码缓存中。虽然这是一个很小的影响。在代码中只包含一些 64 位变量不是问题。

尽管如此，绝对不要过度使用 i32，尤其是在您真正应该使用的地方。例如，不要这样做:

// don't do this
for i in 0i32 .. data.len() as i32 { 
  sum += data[i as usize]; 
}

这会导致性能大幅下降。现在循环中不仅有一个毫无意义的符号扩展，它还破坏了边界检查消除和自动矢量化。但当然，一开始就没有理由编写那样的代码，这不自然，而且比正确执行更难。