英特尔®指令集扩展技术
内容类型: 产品信息和文件 | 文章 ID: 000005779 | 上次审核日期: 2025 年 01 月 21 日
英特尔®指令集扩展是那些可提升性能且同时确保在多个数据对象上进行相同操作的附加指令。有关详细信息，请参阅《英特尔® 64和 32 架构软件开发人员手册》 合并卷：1、2A、2B、2C、2D、3A、3B、3C、3D 和 4 以及 《英特尔® 架构扩展指令集编程参考》。
指令集扩展可以包括：
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英特尔® SIMD 流指令扩展（英特尔® SSE）被引入到 奔腾 III 处理器家族的 IA-32 架构中。这些扩展增强了 IA-32 处理器的性能，适用于高级 2D 和 3D 图形、动态视频、图像处理、语音识别、音频合成、电话和视频会议。
英特尔 MMX 技术在 IA-32 架构中引入了单指令多数据 （SIMD） 功能，包括 64 位 MMX 寄存器、64 位打包整数数据类型和允许在紧缩整数上执行 SIMD 运算的指令。英特尔® SSE 增加了处理 128 位寄存器中包含的紧缩和标量单精度浮点值的工具，扩展了 SIMD 执行模型。
单指令多数据流扩展 2 （SSE2） 被引入到 奔腾 4 和 英特尔 至强 处理器的 IA-32 架构中。这些扩展增强了 IA-32 处理器的性能，适用于高级 3-D 图形、视频解码/编码、语音识别、电子商务、互联网、科学和工程应用。英特尔 SSE2 使用单指令多数据 （SIMD） 执行模型，该模型与 MMX 技术和英特尔® SSE 配合使用。他们通过支持紧缩双精度浮点值和 128 位紧缩整数来扩展此模型。
英特尔 SSE3 随支持超线程技术（基于 90 纳米制程技术构建）的 奔腾 4 处理器一起推出。英特尔 SSE3 提供 13 条指令，可加速 SIMD 流指令扩展技术、单指令多数据流扩展 2 技术和 x87-FP 数学功能的性能。
英特尔 SSE3 扩展提供 13 条指令，可加速 SIMD 流指令扩展技术、单指令多数据流扩展 2 技术和 x87-FP 数学功能的性能。
英特尔 SSE4 提供 54 条指令。其中 47 条被称为英特尔 SSE4.1 指令。英特尔 SSE4.1 随英特尔 至强处理器 5400 系列和英特尔 酷睿 2 至尊处理器 QX9650 一起推出。其他七个英特尔 SSE4 指令被称为英特尔 SSE4.2 指令。
英特尔® Advanced Vector Extensions （英特尔® AVX） 引入了 256 位矢量处理功能。英特尔 AVX指令集通过矢量扩展前缀 （VEX） 采用新的指令编码方案，扩展了 128 位 SIMD 指令集。相比于前几代 128 位 SIMD 扩展功能，英特尔 AVX 还提供了更多增强功能。
英特尔® Advanced Vector Extensions 2 （英特尔® AVX2） 提供 256 位整数 SIMD 扩展，使用 256 位矢量寄存器加速整数域和浮点域的计算。
英特尔® AVX-512 家族包含一系列 512 位 SIMD 指令集，可加速各种应用程序。英特尔 AVX-512指令提供多种功能，支持 512 位、256 位和 128 位矢量寄存器编程，另外，还支持 opmask 寄存器和在 opmask 寄存器上运行的指令。
英特尔 AVX-512中的 512 位 SIMD 指令集包括了 英特尔 AVX 和 英特尔 AVX2 中不具备的新功能，以及提升指令，类似于 英特尔 AVX/英特尔 AVX2 中的等效指令，但 opmask 寄存器提供了增强功能，VEX 编码的 英特尔 AVX/英特尔 AVX2 不具备这些功能。