为什么比在旧的微处理器加法/减法运算位运算速度稍快？(Why were bitwise operat

我碰到这个摘录今天：

在大多数较旧的微处理器，位运算是略高于加减法运算，比乘法和除法操作通常显著快了快了。在现代建筑，这是情况并非如此：位运算一般都是相同的速度增加（虽然比乘法仍然较快）。

我很好奇，为什么按位运算比在旧的微处理器加法/减法运算速度稍快。

所有我能想到的，会导致延迟的电路来实现加法/减法取决于逻辑门（并行加法器和诸如此类的东西）的几个层次，而位运算具有更简单的电路实现。这是什么原因？

我知道算术和位操作上都现代处理器一个时钟cyle内执行，而纯粹是谈到传播时间的电路，是等待还是理论上说在现代处理器？

最后，我对按位换档操作的执行的概念Ç问题：

unsigned x = 1;
x <<= 5;

unsigned y = 0;
y += 32;

这两个x和y应持有的价值32 ，但它采取5个独立的左移得到x为该值（如被逐位的变化通过管道实现）？为了澄清，我问纯粹是电路行为没有时钟周期数。

Answer 1:

在任何二进制按位操作中，每个输出位只取决于在输入端的两个相应的比特。在加法操作中，每个输出位依赖于输入的相应的位和所有位到右侧（朝向较低的值）。

例如，01111111 00000001 +最左边的位是1，但01111110 00000001 +最左边的位是0。

在其最简单的形式中，加法器将两个低比特，并产生一个输出位和一个进位。再下两个最低位被添加，和进位被添加在，产生另一个输出位和另一个进位。重复此过程。因此，最高输出位处添加的链的末端。如果你一点做手术一点，因为旧的处理器一样，那么它需要时间来到达终点。

有一些方法可以加快这一些，通过将几个输入比特到更复杂的逻辑安排。但是，当然，这需要在芯片和更大的功率更大的面积。

今天的处理器有用于执行各种各种工作负载，商店，加法，乘法，浮点运算，多了许多不同的单位。鉴于今天的能力，相对于其他的任务做一个附加的工作是小，所以它在单个处理器周期内适合。

也许在理论上可以使一个处理器做了位运算速度比附加。（有，至少在纸面上，异步操作，用做在自己的步伐工作不同单位异国情调的处理器）。然而，与使用中的设计，你需要一些常规固定周期的处理器负载来协调很多事情说明，它们调度到执行单元，将来自执行单元结果寄存器中，很多，很多。一些执行单元都需要多个周期来完成他们的工作（例如，某些浮点单元大约需要四个周期做一个浮点加）。所以，你可以有一个组合。然而，目前的规模，使得循环时间更小，使其适合按位操作，但不附加可能是不经济的。

Answer 2:

有关添加（你通常得到减去免费）的复杂的事情是，有讨厌的携带问题。

所以，你最终用天真的是N次全加器，其中N是你的ALU多少位宽。

这些讨厌的承载意味着你有很多的传播延时的。而且，因为单个带走可以使整个结果不准确，你最终不得不等待的时间相当显著量对所有进值，并在转，其他全加器环比下跌的解决。

有很多的解决这个特定瓶颈的方式，但没有简单或资源，廉价的实施，因为全加器的链条。（最快的是在硅中实现的查找表）

如果您想了解更多的细节，你可能要问，这对http://electronics.stackexchange.com代替

Answer 3:

要回答你的最后一个问题，这取决于。一些架构中只具有由1位移（如Z80），某些架构暴露由较大的常数和/或变量的变化，但“由1移”在内部实现它们作为一束的（例如x86的旧的实现），有一些架构中，可以由多于1在一个周期移位，但只有当移动量是一个常数，也有一些结构（例如x86的现代的实现）使用一个桶形移位器，并且可以通过一个可变在单个周期内转移，并且还有更多的可能性。

一个桶形移位器的电路深度在最大偏移它可以做，这不一定是寄存器的宽度的对数 - 它有时一个小于宽度和这是可以想象为它是更少。