厳密なところはアセンブラ出力を個別に見ないと分からない、
という前提はひとまず措くとして…。

int x, ret1, ret2; // x が未初期化ってところは見逃してくれ
hoge_ref(x, ret1); // void hoge(int x, int& ret)
ret2 = hoge_val(x); // int hoge(int x)

上は第2引数に参照を渡す手間が必要な代わりに返り値の処理は不要
下は引数1個で済む代わりに呼出側で返り値を別の変数に代入しなきゃいけない
相殺してどっこいどっこい大差なし、じゃないかな。
計算結果を変数に入れる必要がない場合、等はまた別のお話。