2024年4月2日发(作者：悟修德)
魂深处 AMD新一代SIMD指令集剖析
窥视灵对处理器来说指令集是赋予硬件活力的催化剂，就像灵魂之于肉体。因此，AMD
与Intel在指令集研发的斗争上从来没有停息过，只是随着AMD的推土机微架构逐渐浮出
水面，x86领域的SIMD(Single Instruction Multiple Data单指令多数据流)指令之争将
暂时告一段落。据现有消息来看推土机架构的指令集规格比Sandy Bridge乃至后续的Ivy
Bridge都要完整。这不禁让人好奇，以XOP、FMA4 等为代表的AMD新一代指令集到
底有何特点和优势，能有如此的前瞻性。
Bulldozer（推土机）是AMD继使用了多年的K10 micro architecture（微架构）后
全新一代的微架构。从AMD给出的官方资料来看AMD除了在Bulldozer上实现自家的
XOP、FMA4以及CVT16指令外，还将完整地支持Intel Sandy Bridge上的所有指令集。
除了以前的MMX和SSE系列指令，还将包括新的SSE4.1、SSE4.2、AVX、AES和CLMUL
指令集。
Bulldozer和Sandy Bridge架构的指令集对比介绍
Bridge支持的指令集
Sandy Br idge微架构的处理器已经在2011年1月发布了，在SIMD指令方面Sandy
Bridge微架构的处理器支持新一代的AVX（Advanced Vector Extensions高级适量扩
展）、AES或者说AES-NI（Advanced Encryption Standard New Instructions高级加密
标准指令）以及CLMUL指令，但并不提供对FMA指令的支持。从Intel给出的资料显示，
在下一代微架构Ivy Bridge上FMA指令也不会得到支持，要到Haswell微架构才会将
FMA指令集加入到支持列表中。
zer支持的指令集
AMD即将登场的推土机架构处理器，桌面产品代号为Zambezi，在SIMD指令方面
推土机微架构将完整地支持Intel新一代的AVX、AES以及CLMUL指令，并对SSE系列
的扩展指令进行了补充支持，包括SSSE3、SSE4.1和SSE4.2指令集。此外，除了继承自
己的老指令集，还会提供包括XOP、FMA4以及CVT16指令集在内的新指令集。实际上
XOP、FMA4和CVT16指令集是从SSE5发展改良而来的，使用了AVX指令的设计方案，
可以理解为是对AVX指令集的补充。值得注意的是，对于CVT16指令集AMD官方没有
文档化，还不能肯定推土机架构处理器是否能支持。
从SSE5和AVX开始的新一代指令集之争
在对x86指令集背景知识有所了解后，我们进入本文所要讲的主角——XOP系列指令
集。由于XOP系列指令集算是AVX的扩充版，所以笔者将尝试带领读者深入探索，对比
AVX与XOP系列指令的底层知识。
2024年4月2日发(作者：悟修德)
魂深处 AMD新一代SIMD指令集剖析
窥视灵对处理器来说指令集是赋予硬件活力的催化剂，就像灵魂之于肉体。因此，AMD
与Intel在指令集研发的斗争上从来没有停息过，只是随着AMD的推土机微架构逐渐浮出
水面，x86领域的SIMD(Single Instruction Multiple Data单指令多数据流)指令之争将
暂时告一段落。据现有消息来看推土机架构的指令集规格比Sandy Bridge乃至后续的Ivy
Bridge都要完整。这不禁让人好奇，以XOP、FMA4 等为代表的AMD新一代指令集到
底有何特点和优势，能有如此的前瞻性。
Bulldozer（推土机）是AMD继使用了多年的K10 micro architecture（微架构）后
全新一代的微架构。从AMD给出的官方资料来看AMD除了在Bulldozer上实现自家的
XOP、FMA4以及CVT16指令外，还将完整地支持Intel Sandy Bridge上的所有指令集。
除了以前的MMX和SSE系列指令，还将包括新的SSE4.1、SSE4.2、AVX、AES和CLMUL
指令集。
Bulldozer和Sandy Bridge架构的指令集对比介绍
Bridge支持的指令集
Sandy Br idge微架构的处理器已经在2011年1月发布了，在SIMD指令方面Sandy
Bridge微架构的处理器支持新一代的AVX（Advanced Vector Extensions高级适量扩
展）、AES或者说AES-NI（Advanced Encryption Standard New Instructions高级加密
标准指令）以及CLMUL指令，但并不提供对FMA指令的支持。从Intel给出的资料显示，
在下一代微架构Ivy Bridge上FMA指令也不会得到支持，要到Haswell微架构才会将
FMA指令集加入到支持列表中。
zer支持的指令集
AMD即将登场的推土机架构处理器，桌面产品代号为Zambezi，在SIMD指令方面
推土机微架构将完整地支持Intel新一代的AVX、AES以及CLMUL指令，并对SSE系列
的扩展指令进行了补充支持，包括SSSE3、SSE4.1和SSE4.2指令集。此外，除了继承自
己的老指令集，还会提供包括XOP、FMA4以及CVT16指令集在内的新指令集。实际上
XOP、FMA4和CVT16指令集是从SSE5发展改良而来的，使用了AVX指令的设计方案，
可以理解为是对AVX指令集的补充。值得注意的是，对于CVT16指令集AMD官方没有
文档化，还不能肯定推土机架构处理器是否能支持。
从SSE5和AVX开始的新一代指令集之争
在对x86指令集背景知识有所了解后，我们进入本文所要讲的主角——XOP系列指令
集。由于XOP系列指令集算是AVX的扩充版，所以笔者将尝试带领读者深入探索，对比
AVX与XOP系列指令的底层知识。