Julia中使用Int64进行计算是否比Int32速度慢?
回答
这要分场景讨论,和你当前运行的CPU架构、运算的是单个标量还是大批量数组有直接关系,和Fortran的逻辑不完全一致。
1. 你举例的标量运算场景
你写的i+j这种单个整数相加的场景,在目前主流的64位操作系统(x86_64、ARM64)上,Int64的运算速度不会比Int32慢,甚至可能更快。
原因很简单:64位CPU的通用寄存器原生就是64位宽度,Int64运算不需要做额外的位宽转换。反过来Int32运算在部分场景下还需要做符号扩展、高位截断的操作,反而会引入额外开销。Julia默认的Int类型就是和系统字长对齐的,64位系统上默认就是Int64,本身就是官方做的性能最优选择。
你可以自己用基准测试工具验证:
using BenchmarkTools # 标量加法测试 @btime Int32(1) + Int32(2) # 和Int64版本耗时基本一致,甚至略高 @btime 1 + 2 # 默认Int64
2. 大批量数组运算场景
如果你要操作的是连续存储的整数数组,这种场景下Int32的运算速度会明显快于Int64,和你了解的Fortran逻辑一致。
原因是Int32的内存占用只有Int64的一半,同样大小的CPU缓存可以放下2倍的Int32元素,内存读写的开销会大幅降低,整体运算效率会高很多:
# 数组求和测试 a32 = rand(Int32, 10_000_000) a64 = rand(Int64, 10_000_000) @btime sum($a32) # 耗时大概是sum(a64)的1/2到2/3 @btime sum($a64)
3. 注意事项
如果选择使用Int32,要保证整条运算链路的类型统一:如果Int32变量和默认的Int64常量、变量混合运算,Julia会自动把类型提升为Int64,额外的类型转换开销反而会让运算变慢。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者CRquantum
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