指令有效吞吐量及能耗是否与所操作的数据相关？

答案：是

现代芯片的时钟频率通常受指令产生的热量以及环境散热能力限制。在某些整数运算场景中，理论上可选择使用1比特数量多于0比特的二进制表示。

操作含更多1比特的数据的指令会消耗更多能量、产生更多热量吗？ #

真正关键的是比特状态的变化。

以两个16位寄存器的OR运算为例：

仅2位被置1 - 低能耗？

   1000000000000000
OR 0000000000000001
-------------------
   1000000000000001


16位全部被置1 - 高能耗？

   1010101010101010
OR 0101010101010101
-------------------
   1111111111111111 

从直觉判断，这两种情况的能耗应该存在差异，因为典型晶体管的开关过程会消耗较高能量。

对于浮点运算来说，由于尾数的二进制表示近乎随机，可能无法体现出这种能耗差异的效应。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者VoidStar