これはなに？

Ruby 3.0 で x ** 2 が速くなった件を読んで、マイクロベンチマークしたくなったのでマイクロベンチマークした。

実用性とかそういう視点には立っていない。

測定対象とか

ruby は、2.7.2 と 3.0.0-preview1。
環境は macOS Catalina 10.15.6。2.2 GHz クアッドコアIntel Core i7。

何を測るか

例えば x の 11乗を計算するとして。
以下のような方法がある。

名前	計算方法
`x**n`	`x**11`
`xx...*x`	`xxxxxxxxxxx`
`use variables`	`z=xx;y=xzz;xy*y`
`use '**2'`	`((x2)2x)2x`

最初の２つはいいとして。
use variables は、掛け算の回数を減らす努力をまあまあした感じの計算をする。
全力で減らす努力をしたわけではないので、例えば 27 の場合は「z=x*x*x;y=z*z;z=x*y*y;x*z*z」の7回になっている。
全力だとたぶん「z=x*x*x;y=z*z*z;y*y*y」の6回になるんだけど、まあサボった。

最後のは、**2 をたくさん使って計算する。

x は 3.0 にした。
指数は 2〜32 を試した。
指数の値が小さいと、 x**n と use '**2' は同じだし、 x*x*...*x と use variables も同じだったりする。

結果

グラフはいずれも Iteration per second なので、上が速い。
片対数グラフ注意。

10乗ぐらいまでは use variables が速そう。
16乗ぐらいまでは use variables と x**n が抜きつ抜かれつ。
それ以上は x**n が速い。

グラフを見ると、 x**3 か x**4 ぐらいまでは特別扱いしたほうが良さげに見えるけど、どうだろう。

x**n を見ると、 3.0.0-preview1 で **2 を特別扱いしている感じがよく分かる。