1. SIMD发展历程

Posted 2021-05-14 踟蹰横渡口,彳亍上滩舟。

SIMD指令集总结

SIMD指令集发展历程

1.1 MMX
英特尔在1996年引入了MMX（Multi Media Extensions）多媒体扩展指令集，包括有57条多媒体指令，开创了SIMD（Single Instruction Multiple Data，单指令多数据）指令集之先河，即在一个周期内一个指令可以完成多个数据操作。
MMX寄存器实际上用的就是浮点寄存器（就是原来的ST0、……、ST7）的低64Bit，分别被命名为MM0、MM1、……、MM7，每个寄存器都可以被看作是8个BYTE，4个WORD、2个DWORD或1个QWORD，具体以什么为单位取决于所用的指令。MMX指令可以把这几个数据在一条指令里同时操作，而且相互间各不相干。这对数据密集型的计算（比如图像处理）是个相当大的喜讯，但是因为它实际使用的是浮点寄存器，所以不能和浮点运算同时执行，要执行浮点指令前必须执行一条EMMS指令，通知CPU“我的租期到了，现在该把房子还给你了”。这么一条指令也是要花时钟周期的（可能还绝对不止一个时钟周期），要是频繁的切换MMX状态和浮点状态，会极大降低效率。所以在使用MMX指令集的时候要注意，务必使MMX指令的运算和浮点运算分开来。
如图1，MMX指令可处理8Bit字符型、16bit整型和32bit整型，无法处理浮点型。