CPU/GPU真融合！Intel新酷睿權威評測

第三章/第四節(jié) SandyBridge架構解析：新增AVX高級矢量擴展指令集

    Westmere相比Nehalem，唯一的改進就是新增AES加密解密指令集，在特定應用下速度提升非常顯著，但由于一般人很少用到加密和解密應用，因此這一改進幾乎可以被忽視了。

    現(xiàn)在SandyBridge相比Westmere，在AES指令集的基礎上，又新增了AVX（高級矢量擴展）指令集，這個指令集就非同一般了，Intel打算用它來逐步取代已經(jīng)服役幾十年的SSE（單指令多數(shù)據(jù)流式擴展）指令集，AVX指令集的重要性可見一斑！

    所謂的矢量，就是帶有方向的標量……在數(shù)學上的表現(xiàn)就是多個參數(shù)的代數(shù)式，也就是多個標量的集合。為了更好地表示多個標量，AVX高級矢量擴展將原有的128位浮點指令擴展到了256位，可以同時處理8個32位（4字節(jié)）的浮點數(shù)或者一個256位的數(shù)：

    AVX指令集是和SandyBridge微架構緊密結合的，因此，微架構的浮點寄存器也要從128位擴展到256位，此外，Load單元也要適應一次載入256位的能力，SandyBridge沒有直接擴展原有Load單元的位寬，而是通過增加了一個Load單元來達到256bit Load的能力，如下圖所示：

    可以看到，在0、1、5端口都增加了256位寬度AVX指令執(zhí)行單元。

    最后，Intel提到了，由于128位SSE指令與256位AVX指令位寬不同，在混合編碼的時候，指令切換需要進行額外的寄存器高位保留操作，因此混用SSE/AVX將會導致性能損失。應盡量向新指令集進行遷移。

    最后，Intel給出了在如前所述的4種常見運算下的AVX指令集加速比（AVX vs SSE over Sandy Bridge）?？梢钥闯?，在硬件環(huán)境不變的情況下，如果軟件支持AVX指令集的話，速度提升可達1.5-2.5倍之多！

    看來Intel是鐵定決心要改進CPU的浮點運算能力，SandyBridge的下一代IVYBridge將會新增FMA指令集，F(xiàn)MA是同時進行一個乘法和一個加法的運算，在圖形操作上很是常見，相信關注GPU圖形技術的朋友們已經(jīng)會比較熟悉。看得出來未來的處理器，CPU與GPU之間的界限將會非常模糊了。