如何在 Delphi 中使用现代 CPU 指令（Java 比 Delphi 更快？）

/在 Delphi 中，默认的编译器并未充分利用现代 CPU 的指令集（如 SSE、AVX 等），导致在某些情况下，Java 的性能甚至超过了 Delphi。尤其是在浮点运算密集型任务中，Delphi 的表现较差。

原因分析

1. 1. Delphi 的浮点运算性能问题
   Delphi 的 32 位编译器使用 x87 FPU 进行浮点运算，而 x87 指令集的性能较低，尤其是在频繁的栈操作中。相比之下，Java 的 JIT 编译器能够生成更高效的代码。
2. 2. 64 位编译器的改进
   Delphi 的 64 位编译器使用 SSE2 指令集，理论上性能会更好。然而，实际测试表明，64 位编译器的性能提升有限，甚至在某些情况下不如 32 位编译器。
3. 3. 算法优化的重要性
   无论使用哪种编译器，算法的优化往往比指令集的优化更能显著提升性能。例如，减少整数到浮点的转换次数可以大幅提高性能。

解决方案

1. 1. 使用 64 位编译器
   虽然 64 位编译器的性能提升有限，但它生成的 SSE2 指令集代码在某些情况下仍然比 32 位编译器的 x87 代码更快。
2. 2. 优化算法
   通过减少不必要的整数到浮点转换，可以显著提升性能。例如，将循环中的整数变量替换为浮点变量，避免频繁的类型转换。

   procedure xxx(n: integer; m: integer);
   var
     t, ii: double;
     i, j: integer;
     d, r: double;
   begin
     t := 0.0;
     for j := 1 to n do
     begin
       t := t / 1000.0;
       ii := 1.0;
       for i := 1 to m do
       begin
         t := t + ii / 999999.0;
         d := t * t + ii;
         ii := ii + 1.0;
         r := (t + d) / (200000.0 * ii);
         t := t - r;
       end;
     end;
     writeln(t);
   end;

3. 3. 使用常量优化
   将除法替换为乘法（使用倒数常量），可以进一步提升性能。

   const
     cA: Double = 1.0 / 999999.0;
     cB: Double = 1.0 / 200000.0;

性能对比

以下是对比优化前后的性能测试结果（单位：毫秒）：

总结

• • Delphi 的 32 位编译器在浮点运算上性能较差，而 64 位编译器使用 SSE2 指令集，性能有所提升。
• • 通过优化算法（如减少类型转换、使用常量优化），可以显著提升 Delphi 代码的性能。
• • 尽管 Delphi 的编译器在某些方面不如 Java 的 JIT 编译器，但通过合理的优化，Delphi 仍然可以胜任高性能计算任务。