Existem diversos algoritmos eficientes para realizar - em binário - a multiplicação (ex.: Dadda multiplier, Wallace tree) e a divisão (ex.: Newton-Raphson, Goldschmidt). Frequentemente elas [a multiplicação pelo menos] são efetuadas diretamente na CPU, o que traz resultados bastante rápidos.
Fonte: essa pergunta no Yahoo! Respostas (de 4 anos atrás)
Quanto à divisão, tenho dificuldade de encontrar dados concretos e atualizados, mas posso afirmar com segurança que:
- É possível sim implementar a divisão em hardware - e isso é feito já há bastante tempo;
- Entretanto, ela é mais cara (i.e. exigindo uma lógica mais complexa).
Digo isso baseado no Bug do Pentium, onde uma tentativa de otimização na divisão de pontos flutuantes (FDIV) provocou um erro em várias operações que - embora incomuns para usos do dia-a-dia - afetou de forma significativa usos mais especializados (como Astronomia, que lida rotineiramente com números muito grandes). A causa raiz do erro foi a tentativa de simplificar uma lookup table destinada a acelerar o processo de divisão - que de outra forma seria de fato mais lento.
(Nota: ao contrário do que diz o artigo da Wikipedia em português, o erro não foi na multiplicação, e sim na divisão. Para mais detalhes, ver o artigo em inglês)
Muito tempo se passou desde o Pentium pra cá, e a Lei de Moore tornou as operações matemáticas em hardware mais rápidas e baratas. Ou seja, não posso afirmar se uma é ou não mais rápida que a outra hoje sem fazer benchmarks - em diferentes linguagens e circunstâncias. Quanto a JavaScript, esse teste no jsPerf (adaptado da resposta do Luiz Ricardoresposta do Luiz Ricardo) mostrou resultados inconclusivos - variando de browser pra browser. Entretanto, a multiplicação entre números inteiros parece ser um pouco mais rápida que as demais operações (ou muito mais rápida, no Chrome): divisão inteira, multiplicação em ponto flutuante e divisão em ponto flutuante.
P.S. Esse teste se refere a divisão por números arbitrários. Quando se tenta dividir por uma constante, é comum o compilador (ou interpretador, ou compilador JIT) substituir a divisão por uma operação mais simples (shift, multiplicação pelo inverso, ou algo mais sofisticado - ver esse comentárioesse comentário). Desse modo, não creio que os dois códigos de exemplo apresentados tenham diferença significativa de performance... mas para dizer com certeza somente verificando via experimentação.