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除算が遅い



夏の楽しみといえばスイカ。

スイカを分ける際に、
「スイカを 7割る4 ください。」
って言われると戸惑います。




逆に
「4等分したスイカを7つ ください。」
って頼まれると解かりやすい。


どちらも同じ意味ですが・・・



今回は「速さ」を考えるのではなく、
「なぜ遅い」「モタモタしている」を考えてみます。

RAMディスクは本当に速い ? -2の中半で触れた、
「『音声データの加工処理に手間取る』のはナゼ ?」が気になるヒトもいるのでは !?!?

Mac 、 Windows に限らず、私たち一般のヒトがPC ( パソコン ) を使う場合、
「インテル入ってる」

ってことになる。



パソコンの心臓部には中央演算処理装置( 略してCPU ) と呼ばれる装置が入っていて、
これを製造・販売している企業がインテル。


インテルのCPU ( プロセッサ ) は伝統的というか、クセというか、割り算が苦手。
さすがに、機械だから答えを間違うことはほぼ無いけれど、遅い。


(* 1) かつて、ごく稀に誤算する欠陥を持った製品がそのまま流通したことがあります。

CPUの出発点は計算機に毛の生えたもの。
現在でもそれは変わらず、CPUが担っていることはおおまかに
・数値を出す、入れる ( しまう )
・演算
・条件判断、分岐


3年ほど前のインテル製CPUを搭載した PC で
演算の速度を確かめてみたところ、
加算、減算 ・・・ 1 ~ 2 クロック、
乗算 ・・・ 1 ~ 3
除算 ・・・ 20 ~ 48


割り算を一回行う間に、掛け算や引き算なら、何度も行える・・・



冒頭に挙げたスイカの例で考えてみましょう。

人間のアタマで考える場合、
「4等分したスイカを7」つまり
「4分の1 掛ける 7」のほうがわかり易い。つまり、てっとり速い。


演算装置であるCPUにとっても、割り算より掛け算の命令を出したほうがスムーズ。

同じ意味の計算をさせるのであれば、割り算の指示を与えるのではなく、
逆数を掛けてあげるように人間が指示を与えれば、速く処理できる。
7 ÷ 4 ではなく
7 × 0.25


この手法は
分母が定数であることと同時に、割り切れる場合 - - - つまり分母が4、5、8など - - - に限られる。

分母が計算の度に異なるのでは、その都度逆数を計算する手間が増える。
割り切れない数、例えば 分母が3、6、7などの場合、演算結果に誤差が出るので好ましくない!

動画や音声データを加工する際、綺麗な出来上がりを期待するヒトが多いハズ。
その場合は厳密さが重要。


キッチリ一致した数値が算出できない ( 多少の誤差 ) も許容すべきだが、できれるだけ正解に近い演算結果を求めたいのだ!

ちなみに、
「スイカを7等分に切れ!」とか命令されても難しい・・・


まとめると
「適切な指示・命令を出すことが重要。」
「不適切な指示・命令は待たされる、遅くなる原因。」


「あ~、店長が勉強してる!」で載せた書籍やMicrosoftが配布してた開発者向け資料によると、

Windows Vista / 7 以降 で アプリ ( ソフトウェア ) を作成する場合、
FPU や MMX といったWindowsXP ( 32ビット ) 時代に普通に使えた高速化手法を利用しない規約
になっている。

演算処理は得意な FPU に任せ、演算結果の待ち時間を使って CPU は他の処理をこなすのが理想的。しかし、現在は、CPU が 自力で演算することになっている。近い将来、グラフィクスを担当する半導体が細かい演算を担うようになると言われています。

今回はここまで。

猫でもわかる ?



今回も
さっぱりわかんニャい。



そんニャことより



ぼうぜぇ。



・・・ ケガしないようにね ・・・

本日も最後までご覧いただきありがとうございます。

「つまらなかった」「判り辛った」という方もご遠慮なくコメント欄へどうぞ

テーマ : コンピュータ
ジャンル : コンピュータ

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今は頭働かないので…

08/14(火)

後ほどゆっくり読ませて頂きます!


鉄棒で遊びたいにゃ~^^

何気に上達していますか??
(・・;)

Re: 今は頭働かないので…

08/14(火)

豊岡 さま、コメントありがとうございます。

> 後ほどゆっくり読ませて頂きます!

ううぅむ。マジメに読んじゃダメかも。
暑さで疲れているヒトが多いと思いますので・・・

肝は「割り算が異常に遅い」ってことです。

突っ込まれるとあれなので、長めに載せておきました。
勘が鋭いヒトはスイカの画像と4等分する画像だけ見ればわかるかも。

暑さの疲れが溜まる時期で、こういうネタはきついかと思われますが、
検索エンジンから訪問していただくヒトように載せておきます。

> 鉄棒で遊びたいにゃ~^^
> 何気に上達していますか??
> (・・;)

はい。日に日に色々なことを覚えているようです。
動画で提供できると暴れっぷりが伝わるのですが・・・

No title

08/15(水)

CPUにも苦手なことってあるんですね~。
何でもとにかく速いのかと思っていました。
そういえばMMXって昔聞いたことがありますね。

写真をやっているとデータの保存に悩む
毎日だったりします・・・(^^;)


Re: No title

08/15(水)

まき さま、コメントありがとうございます。

> CPUにも苦手なことってあるんですね~。
> 何でもとにかく速いのかと思っていました。

はい。
以外と「フリーズした?」と思っていたら、
「苦手な処理なので時間が掛かっていた」なんてことも多いです。

> そういえばMMXって昔聞いたことがありますね。

もう少し先で綴るかもしれません。
本来、「マルチメディアの処理」を高速化する機能だったのですが、
別の分野で利用価値があったりします--- 過去形なので --- しました。

> 写真をやっているとデータの保存に悩む
> 毎日だったりします・・・(^^;)

やっぱり、USB-HDDが無難ですかねぇ。
実は、昨年秋頃、USB-HDDに関する話題で綴り始めたのですが、
洪水被害によりHDDが急騰したため、記事の継続を見送っています。
ここ最近HDD の 価格が安定してきたので、記事を再開しようかと思っています。

今後もコメントお待ちしております。
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