2024年6月3日发(作者：司寇莺莺)
x86 指令集发展历程
从 1976 年第 1 代 x86 processor 算起，x86 指令发展经过了 35 年，这里回顾
一下 x86 指令集的历程以及 AMD 与 Intel 的指令斗争史：
•
8086 指令：伴随着第 1 代的 x86 processor 推出第 1 代的 x86 指令集，之后
发展的处理器都兼容于第 1 代的指令。
•
MMX 指令：Intel 在 1996 年推出的第 1 代 SIMD（Single Instruction Multiple
Data）指令集，使用在 p5 microarchitecture（微架构）上的 Pentium 处理器。随后 AMD
在 1997 年的 K6 处理器上加入了 MMX 指令的支持。
•
3DNow！指令：1998 年 AMD 首发推出了 21 条自己的 SIMD 指令集，3DNow!
的性能要优于 MMX 指令，使用在 AMD K6-2 处理器上。随后 AMD 在 1999 年 6 月
发布的 Athlon 处理器上使用了增强版的 3DNow! 指令（3DNow!+）。
•
SSE 指令：1999 年 Intel 推出了第 1 代的 SSE（Streaming SIMD Extensions）
指令以回击 AMD 的 3DNow! 指令，使用在 Pentium III 处理器上。随后 AMD 在
2001 年 10 月 发布 的 Athlon XP 处理器上首次加入了 SSE 指令集。
•
SSE2 指令：Intel 在 2001 年推出第 2 个版本的 SSE 指令，使用在 Pentium 4
处理器上，AMD 在 2003 年推出的 Athlon 64 和 Opteron 处理器上加入对 SSE2 指
令的支持。
•
x86-64 指令：2003 年 AMD 推出了第 8 代名为 K8 的 microarchitecture，实
现了 x86-64 架构，支持 64位 的扩展技术。从Athlon 64 处理器开始使用 x86-64 扩
展技术，AMD 将自己的 x86-64 架构实现称为 AMD64 架构。Intel 最终在 2004 年
发布的 Prescott 微架构的 Pentium 4 处理器上实现 x86-64 扩展技术，最初被称为
IA-32e 或者 EM64T 技术，最终被统一为 Intel64 架构，Intel64 是 x86-64 体系的
Intel 实现，完全兼容于 AMD64 架构。这是 Intel 唯一的一次追随 AMD
•
SSE3 指令：Intel 在 2004 年推出了第 3 版 SSE 指令，使用在 Prescott 微架
构的 Pentium 4 处理器上，在 2005 年 AMD 在对 Athlon 64 处理器上加入了 SSE3
的支持。
•
SSSE3 指令：SSSE3 指令是对 SSE3 指令的补充，新增了 16 条指令，在最后的
一版 Prescott 微架构代号为 Tejas 的 Pentium 4 处理器上首次加入 SSSE3 指令，以
及 2006 年的 Core 微架构的处理器上开始加入 SSSE3 指令。在 AMD 阵营中，目前
已经发布的 Bobcat 微架构的 APU 处理器上加入了对 SSSE3 的支持，以及在即将发布
的 Bulldozer 微架构的处理器上支持。
•
SSE4.1 指令：Intel 在 2007 年 11 月发布的 Penryn 微架构的处理器上加入了
SSE4.1 指令，SSE4.1 指令共 47 条。在AMD阵营中，目前发布的处理器不支持 SSE4.1
指令，即将发布的 Bulldozer 微架构的处理器将支持 SSE4.1 指令。
•
SSE4a 指令：AMD 在 2007 年在 K10 微架构的处理器加入了 SSE4A 指令集，
SSE4A 只有 4 条。在 K10 微架构处理器上还加入 POPCNT 与 LZCNT 指令
•
SSE4.2 指令：Intel 在 2008 年 11 月发布的 Nehalem 微架构的 Core i7 处理
器上加入 SSE4.2 指令共 7 条。在 AMD 阵营中，目前发布的处理器不支持 SSE4.2 指
令，即将发布的 Bulldozer 微架构的处理器将支持 SSE4.2 指令
•
SSE5 指令：SSE5 是一个纸面上的指令集，并没有最终实现，AMD 在 2007 年 8
月公布 SSE5 指令集规范，在 2009 年 5 月 AMD 推出了 XOP，FMA4 以及 CVT16
来取代 SSE5 指令。
•
AVX 指令：2008 年 3 月 Intel 发布了 AVX（Advanced Vector Extensions）
指令集，首次在 Sandy Bridge 微架构的 Core i7/i5/i3 处理器上使用。AMD 将在
Bulldozer 微架构的处理器上加入 AVX 指令的支持。
•
AES 指令：2008 年 3 月 Intel 发布了 AES（Advanced Encryption Standard）
指令，使用在 Westmere 微架构的 Core i7/i5 处理器上。AMD 将在 Bulldozer 微架
构的处理器上使用。
•
FMA 指令：FMA 指令是 AVX 指令集中的一部分，Intel 将在 2013 年的
Haswell 微架构处理器上使用。
•
XOP，FMA4 以及 CVT16 指令：AMD 在 2009 年 5 月发布了 XOP，FMA4 以
及 CVT16 指令，这些指令集取代了 SSE5 指令，在原有的 SSE5 指令基础上，使用了
兼容 AVX 指令的设计方案重新进行了设计，因此，XOP，FMA4 以及 CVT16 在指令的
编码方面是兼容于 AVX 的方案。这使得 AVX/FAM4/CVT16 指令与 AVX 指令同时存在，
而不会产生冲突，这些指令将在 Bulldozer 微架构的处理器上使用，Intel 暂时没宣告支
持。
目前资料显示，Bulldozer 微架构将集大成，支持上面的所有指令集（FMA 指令中
的 FMA4 指令）。
2024年6月3日发(作者：司寇莺莺)
x86 指令集发展历程
从 1976 年第 1 代 x86 processor 算起，x86 指令发展经过了 35 年，这里回顾
一下 x86 指令集的历程以及 AMD 与 Intel 的指令斗争史：
•
8086 指令：伴随着第 1 代的 x86 processor 推出第 1 代的 x86 指令集，之后
发展的处理器都兼容于第 1 代的指令。
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MMX 指令：Intel 在 1996 年推出的第 1 代 SIMD（Single Instruction Multiple
Data）指令集，使用在 p5 microarchitecture（微架构）上的 Pentium 处理器。随后 AMD
在 1997 年的 K6 处理器上加入了 MMX 指令的支持。
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3DNow！指令：1998 年 AMD 首发推出了 21 条自己的 SIMD 指令集，3DNow!
的性能要优于 MMX 指令，使用在 AMD K6-2 处理器上。随后 AMD 在 1999 年 6 月
发布的 Athlon 处理器上使用了增强版的 3DNow! 指令（3DNow!+）。
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SSE 指令：1999 年 Intel 推出了第 1 代的 SSE（Streaming SIMD Extensions）
指令以回击 AMD 的 3DNow! 指令，使用在 Pentium III 处理器上。随后 AMD 在
2001 年 10 月 发布 的 Athlon XP 处理器上首次加入了 SSE 指令集。
•
SSE2 指令：Intel 在 2001 年推出第 2 个版本的 SSE 指令，使用在 Pentium 4
处理器上，AMD 在 2003 年推出的 Athlon 64 和 Opteron 处理器上加入对 SSE2 指
令的支持。
•
x86-64 指令：2003 年 AMD 推出了第 8 代名为 K8 的 microarchitecture，实
现了 x86-64 架构，支持 64位 的扩展技术。从Athlon 64 处理器开始使用 x86-64 扩
展技术，AMD 将自己的 x86-64 架构实现称为 AMD64 架构。Intel 最终在 2004 年
发布的 Prescott 微架构的 Pentium 4 处理器上实现 x86-64 扩展技术，最初被称为
IA-32e 或者 EM64T 技术，最终被统一为 Intel64 架构，Intel64 是 x86-64 体系的
Intel 实现，完全兼容于 AMD64 架构。这是 Intel 唯一的一次追随 AMD
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SSE3 指令：Intel 在 2004 年推出了第 3 版 SSE 指令，使用在 Prescott 微架
构的 Pentium 4 处理器上，在 2005 年 AMD 在对 Athlon 64 处理器上加入了 SSE3
的支持。
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SSSE3 指令：SSSE3 指令是对 SSE3 指令的补充，新增了 16 条指令，在最后的
一版 Prescott 微架构代号为 Tejas 的 Pentium 4 处理器上首次加入 SSSE3 指令，以
及 2006 年的 Core 微架构的处理器上开始加入 SSSE3 指令。在 AMD 阵营中，目前
已经发布的 Bobcat 微架构的 APU 处理器上加入了对 SSSE3 的支持，以及在即将发布
的 Bulldozer 微架构的处理器上支持。
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SSE4.1 指令：Intel 在 2007 年 11 月发布的 Penryn 微架构的处理器上加入了
SSE4.1 指令，SSE4.1 指令共 47 条。在AMD阵营中，目前发布的处理器不支持 SSE4.1
指令，即将发布的 Bulldozer 微架构的处理器将支持 SSE4.1 指令。
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SSE4a 指令：AMD 在 2007 年在 K10 微架构的处理器加入了 SSE4A 指令集，
SSE4A 只有 4 条。在 K10 微架构处理器上还加入 POPCNT 与 LZCNT 指令
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SSE4.2 指令：Intel 在 2008 年 11 月发布的 Nehalem 微架构的 Core i7 处理
器上加入 SSE4.2 指令共 7 条。在 AMD 阵营中，目前发布的处理器不支持 SSE4.2 指
令，即将发布的 Bulldozer 微架构的处理器将支持 SSE4.2 指令
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SSE5 指令：SSE5 是一个纸面上的指令集，并没有最终实现，AMD 在 2007 年 8
月公布 SSE5 指令集规范，在 2009 年 5 月 AMD 推出了 XOP，FMA4 以及 CVT16
来取代 SSE5 指令。
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AVX 指令：2008 年 3 月 Intel 发布了 AVX（Advanced Vector Extensions）
指令集，首次在 Sandy Bridge 微架构的 Core i7/i5/i3 处理器上使用。AMD 将在
Bulldozer 微架构的处理器上加入 AVX 指令的支持。
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AES 指令：2008 年 3 月 Intel 发布了 AES（Advanced Encryption Standard）
指令，使用在 Westmere 微架构的 Core i7/i5 处理器上。AMD 将在 Bulldozer 微架
构的处理器上使用。
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FMA 指令：FMA 指令是 AVX 指令集中的一部分，Intel 将在 2013 年的
Haswell 微架构处理器上使用。
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XOP，FMA4 以及 CVT16 指令：AMD 在 2009 年 5 月发布了 XOP，FMA4 以
及 CVT16 指令，这些指令集取代了 SSE5 指令，在原有的 SSE5 指令基础上，使用了
兼容 AVX 指令的设计方案重新进行了设计，因此，XOP，FMA4 以及 CVT16 在指令的
编码方面是兼容于 AVX 的方案。这使得 AVX/FAM4/CVT16 指令与 AVX 指令同时存在，
而不会产生冲突，这些指令将在 Bulldozer 微架构的处理器上使用，Intel 暂时没宣告支
持。
目前资料显示，Bulldozer 微架构将集大成，支持上面的所有指令集（FMA 指令中
的 FMA4 指令）。