6.2. Наборы инструкций 3dNow!

3DNow! — дополнительное расширение MMX для процессоров AMD, начиная с AMD K6 3D. Причиной создания 3DNow! послужило стремление завоевать превосходство над процессорами производства компании Intel в области обработки мультимедийных данных.

Технология 3DNow! ввела 21 новую команду процессора и возможность оперировать 32-битными вещественными типами в стандартных MMX-регистрах. Также были добавлены специальные инструкции, оптимизирующие переключение в режим MMX/3DNow! (femms, которая заменяла стандартную инструкцию emms) и работу с кэшем процессора. Таким образом технология 3DNow! расширяла возможности технологии MMX, не требуя введения новых режимов работы процессора и новых регистров.

Перед началом работы с расширением 3DNow! следует убедиться, что ЦП их поддерживает. Для этого используется инструкция CPUID.

Инструкции 3DNow!:

• PAVGUSB — вычисление среднего 8-битовых целых значений

• PI2FD — перевод 32-битных целых в вещественные числа

• PF2ID — перевод вещественных в 32-битные целые числа

• PFCMPGE — сравнение вещественных чисел, больше или равно

• PFCMPGT — сравнение вещественных чисел, больше

• PFCMPEQ — сравнение вещественных чисел, равно

• PFACC — накопление суммы вещественных чисел

• PFADD — сложение вещественных чисел

• PFSUB — вычитание вещественных чисел

• PFSUBR — обратное вычитание вещественных чисел

• PFMIN — нахождение минимума вещественных чисел

• PFMAX — нахождение максимума вещественных чисел

• PFMUL — умножение вещественных чисел

• PFRCP — нахождение приближённого значения обратного (1/x) вещественных чисел

• PFRSQRT — нахождение приближённого значения обратного от квадратного корня (1/sqrt(x)) вещественных чисел

• PFRCPIT1 — первый шаг вычисления значения обратного (1/x) вещественных чисел

• PFRSQIT1 — первый шаг вычисления значения обратного от квадратного корня (1/sqrt(x)) вещественных чисел

• PFRCPIT2 — второй шаr вычисления значения обратного или обратного от квадратного корня вещественных чисел

• PMULHRW — умножение 16-битных целых чисел с округлением

• FEMMS — быстрое переключение состояния FPU/MMX

• PREFETCH/PREFETCHW — предвыборка строки кэша процессора из памяти

6.3. Наборы инструкций sse

SSE ( Streaming SIMD Extensions, потоковое SIMD-расширение процессора) — это SIMD (Single Instruction, Multiple Data, Одна инструкция — множество данных) набор инструкций, разработанный Intel и впервые представленный в процессорах серии Pentium III как ответ на аналогичный набор инструкций 3DNow! от AMD, который был представлен годом раньше. Первоначально названием этих инструкций было KNI — Katmai New Instructions (Katmai — название первой версии ядра процессора Pentium III).

Технология SSE позволяла преодолеть 2 основные проблемы MMX — при использовании MMX невозможно было одновременно использовать инструкции сопроцессора, так как его регистры были общими с регистрами MMX, и возможность MMX работать только с целыми числами.

SSE включает в архитектуру процессора восемь 128-битных регистров и набор инструкций, работающих со скалярными и упакованными типами данных.

Преимущество в производительности достигается в том случае, когда необходимо произвести одну и ту же последовательность действий над разными данными. В таком случае блоком SSE осуществляется распараллеливание вычислительного процесса между данными.

Особенности:

• Восемь 128-битных регистров XMM.

• 32-битный регистр флагов (MXCSR).

• 128-битный упакованный тип данных с плавающей точкой одинарной точности.

• Инструкции над вещественными числами одинарной точности.

• Инструкции явной предвыборки данных, контроля кэширования данных и контроля порядка операций сохранения.