シェルのビット単位の移動よりも整数除算が速いのはなぜですか？

と（Xubuntu 18.04のデフォルト）bashのパフォーマンスを比較しています。dashsh

• 私はshそれが良いと期待しています。bash
• ビット単位の移動が除算演算子より高速であると予想します。

しかし、不一致が発生しました。

λ hyperfine --export-markdown a.md -w 3 ./*
Benchmark #1: ./calc-div.bash
  Time (mean ± σ):      2.550 s ±  0.033 s    [User: 2.482 s, System: 0.068 s]
  Range (min … max):    2.497 s …  2.595 s    10 runs

Benchmark #2: ./calc-div.sh
  Time (mean ± σ):      2.063 s ±  0.016 s    [User: 2.063 s, System: 0.000 s]
  Range (min … max):    2.043 s …  2.100 s    10 runs

Benchmark #3: ./calc-shift.bash
  Time (mean ± σ):      3.312 s ±  0.034 s    [User: 3.255 s, System: 0.057 s]
  Range (min … max):    3.274 s …  3.385 s    10 runs

Benchmark #4: ./calc-shift.sh
  Time (mean ± σ):      2.087 s ±  0.046 s    [User: 2.086 s, System: 0.001 s]
  Range (min … max):    2.058 s …  2.211 s    10 runs

Summary
  './calc-div.sh' ran
    1.01 ± 0.02 times faster than './calc-shift.sh'
    1.24 ± 0.02 times faster than './calc-div.bash'
    1.61 ± 0.02 times faster than './calc-shift.bash'

私がテストしたスクリプトは次のとおりです。

div.bashの計算

#!/usr/bin/env bash

for i in {1..1000000}; do
    _=$(( i / 1024 ))
done

計算されたiv.sh

i=1
while [ $i -le 1000000 ]; do
    _=$(( i / 1024 ))
    i=$(( i + 1 ))
done

Shift.bash 計算

for i in {1..1000000}; do
    _=$(( i >> 10 ))
done

Shift.sh 計算

#!/usr/bin/env sh

i=1
while [ $i -le 1000000 ]; do
    _=$(( i >> 10 ))
    i=$(( i + 1 ))
done

5000000の場合、違いはより顕著です。

Summary
  './calc-div.sh' ran
    1.04 ± 0.03 times faster than './calc-shift.sh'
    1.23 ± 0.02 times faster than './calc-div.bash'
    1.60 ± 0.04 times faster than './calc-shift.bash'

ご覧のとおり、bashsum のdash場合、除算演算子は同等の右ビット単位の移動よりも高速です。