Можно ли доверять Оптимизаторам кода??? Visual Studio 2013

Замена деления умножением. Да стоит заморачиваться. Если бы вы знали как произходило деление вначале, а с того момента не многое изменилось, то поняли бы что стоит. Первоначально деление происходило тупо отниманием от делимого, делитель и прибавлением единицы к частному до тех пор пока делитель не станет меньше делителя.
while(делимое>делителя)
{
частное++;
делимое-=делитель;
}
Это для целочисленных операций, но я думаю что с fpu похожая схема. Конечно сейчас алгоритмы более продуктивные, но все же основываются на отнимании.

если у и тебя эти "деления на 2" происходят в циклах по несколько миллионов раз, и ждать вечно нет желания, то есть смысл задуматься об оптимизации

но если ты так оптимизируешь, что уже спустя 5 минут после написания коде не в состоянии понять написанное тобой, то на кой хрен оно нужно? у тебя оптимизация кода сожрала оптимизацию твоего труда.

Идите в такой последовательности:
1) Оптимизируйте алгоритм, возможно, что исключите такие вычисления, или минимизируете, это главное средство. Если вычисления математические, то часто можно преобразовать формулы, классический пример: быстрое преобразование Фурье.
2) Если пишете на C#, или Oxygen, то вынесите массивные вычисления в DLL, а их пишите на C++, или Delphi, как выше посоветовали, на крайняк в ассемблере.
3) Если пишете на C или C++, то сделайте ассемблерный модуль, с вычислительными функциями.
Тупая замена: деления/умножения на сдвиги мало что даст. А оптимизация в VS, для С++ ,ИМХО нормальная, лучше чем в Delphi например.

"Преждевременная оптимизация - корень всех зол. " (Дональд Кнут)

Чтобы проверить, получилось ли оптимизировать код по быстродействию, есть System.Diagnostics.Stopwatch
Берете и считаете, сколько мсек требовалось на исполнение кода до оптимизации и сколько - после.
Насчет оптимизации по ОЗУ - тупо диспетчером задач. Пара сотен КБ некритично, а серьезные изменения заметите.

Если в данном приложении так критична производительность, то пишите его не на C#, а на C++, Delphi, PureBasic. Одним этим вы сэкономите буквально миллионы байт ОЗУ.