英特尔® 高级矢量扩展(AVX)指令集简介

来源：https://software.intel.com/zh-cn/articles/introduction-to-intel-advanced-vector-extensions

作者：Chris Lomont

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英特尔® 高级矢量扩展指令集（英特尔® AVX）是在英特尔® 架构 CPU 上执行单指令多数据 (SIMD) 运算的指令集。这些指令添加了以下特性，对之前的 SIMD 产品——MMX™ 指令和英特尔® 数据流单指令多数据扩展指令集（英特尔® SSE）进行了扩展：

• 将 128 位 SIMD 寄存器扩展至 256 位。英特尔® AVX 的目标是在未来可以支持 512 或 1024 位。
• 添加了 3 操作数非破坏性运算。之前在 A = A + B 类运算中执行的是 2 操作数指令，它将覆盖源操作数，而新的操作数可以执行 A = B + C 类运算，且保持原始源操作数不变。.
• 少数几个指令采用 4 寄存器操作数，通过移除不必要的指令，支持更小、更快的代码。
• 对于操作数的内存对齐要求有所放宽。
• 新的扩展编码方案 (VEX) 旨在使得以后添加更加容易以及所执行的指令编码更小、速度更快。

与这些改进密切相关的是新的融合乘加 (FMA) 指令，它可以更快、更精确地执行专门运算，例如单指令 A = A * B + C。第二代英特尔® 酷睿™ CPU 中将可提供 FMA 指令。其他特性还包括处理高级加密标准 (AES) 加密和解密的指令、用于某些加密基元的紧缩 carry-less 乘法运算 (PCLMULQDQ) 以及某些用于未来指令的预留槽，如硬件随机数生成器。

指令集概述

新指令使用英特尔的 VEX prefix 进行编码，VEX prefix 是一个 2个或 3 个字节的前缀，旨在降低当前和未来 x86/x64 指令编码的复杂性。两个新的 VEX prefix 形成于两个过时的 32 位指令——使用 DS 的 Load Pointer（LDS-0xC4，3 字节形式）和使用 ES 的 Load Pointer（LES-0xC5， 2 字节形式），它们以 32 位模式加载 DS 和 ES 段寄存器。在 64 位模式中，操作码 LDS 和 LES 生成一个无效操作码异常，但是在英特尔® AVX 下，这些操作码可另外用作编码新指令前缀。最终，VEX 指令只能在 64 位模式中运行时使用。前缀可比之前的 x86 指令编码更多的寄存器，可用于访问新的 256 位 SIMD 寄存器或者使用 3 和 4 操作数语法。作为用户，您无需担心这个问题（除非您正在编写汇编器或反汇编器）。

 

注：下文假定运算都是在 64 位模式中进行。

 

SIMD 指令可以在一个单一步骤中处理多个片段的数据，加速许多任务的吞吐量，包括视频编解码、图像处理、数据分析和物理模拟。在 32 位长度（称之为单精度）和64 位长度（称之为双精度）中，英特尔® AVX 指令在IEEE-754浮点值上运行。IEEE-754 是一个标准定义的、可复制的强大浮点运算，是大多数主流数字计算的标准。

较早的相关英特尔® SSE 指令还支持各种带符号和无符号整数大小，包括带符号和无符号字节（B，8 位）、字（W，16 位）、双字（DW，32 位）、四字（QW，64 位）和双四字（DQ，128 位）长度。并非所有指令都适用于所有大小组合，更多详细信息，敬请参阅“更多信息”中提供的链接。请参阅本文后文中的图 2，了解数据类型的图形表示法。

 

寄存器

支持英特尔® AVX（和 FMA）的硬件包括 16 个 256 位 YMM 寄存器 YMM0-YMM15 和一个名为 MXCSR的 32 位控制/状态寄存器。YMM 寄存器替代了英特尔® SSE 使用的较早的 128 位 XMM 寄存器，它将 XMM 寄存器视作相应 YMM 寄存器的下层部分，如图 1 所示。                                 

                                                                     图 1. XMM 寄存器覆盖 YMM 寄存器。

MXCSR 的 0-5 位显示设置“粘滞”位后 SIMD 浮点异常，除非使用位LDMXCSR 或 FXRSTOR清除，否则它们将一直保持设置。设置时 7-12 位屏蔽个体异常，可通过启动进行初始设置或重置。0-5 位分别显示为无效运算、非法、被零除、溢出和精度。如欲获取详细信息，请参阅“更多信息”部分提供的链接。

 

数据类型

图 2 显示了英特尔® SSE 和英特尔® AVX 指令中使用的数据类型。对于英特尔® AVX，允许使用增加至 128 或 256 位的 32 位或 64 位浮点类型的倍数以及增加至 128 位的任意整数类型的倍数。

                                                     图 2.英特尔® AVX 和英特尔® SSE 数据类型

 

矢量指令和标量指令

指令通常分为标量版本和矢量版本，如图 3 所示。矢量版本通过将数据以并行“SIMD”模式在寄存器中处理进行运算；而标量版本则只在每个寄存器的一个条目中进行运算。这一区别减少了某些算法中的数据移动，提供了更加出色的整体吞吐量。

                                                             图 3. SIMD 与标量运算

 

AVX 放宽了某些内存对齐要求

当数据以 n 字节内存界限上存储的 n 字节块进行运算时，数据为内存对齐数据。例如，将 256 位数据加载至 YMM 寄存器中时，如果数据源为 256 位对齐，则数据被称为“对齐”.

对于英特尔® SSE 运算，除非明确规定，否则都需要内存对齐。例如，在英特尔® SSE 下，有针对内存对齐和内存未对齐运算的特定指令，如MOVAPD（移动对齐的紧缩双精度值）和 MOVUPD（移动非对齐的紧缩双精度值）指令。没有像这样分为两个的指令需要执行对齐访问。

英特尔® AVX 已经放宽了某些内存对齐要求，因此默认情况下，英特尔® AVX 允许未对齐的访问；但是，这样的访问将导致性能下降，因此旨在要求数据保持内存对齐的原规则仍然是不错的选择（面向 128 位访问的 16 位对齐和面向 256 位访问的 32 位对齐）。主要例外是明确指出需要内存对齐数据的 SSE 指令的VEX 扩展版本：这些指令仍然要求使用对齐的数据。其他要求对齐访问的特定指令请参阅英特尔® 高级矢量扩展指令集编程指南中的表2.4（请参阅“更多信息”中提供的链接）。

混合使用VEX/非 VEX 指令

除了未对齐数据问题外，另外一个性能问题是混合使用旧的仅 XMM 的指令和较新的英特尔® AVX 指令会导致延迟，因此需要最大限度地控制 VEX 编码指令和旧的英特尔® SSE 代码之间的转换。也就是说，不要将 VEX 前缀的指令和非 VEX 前缀的指令混合使用，以实现最佳吞吐量。如果您非要这么做，请对同一 VEX/非 VEX 级别的指令进行分组，最大限度地控制二者之间的转换。此外，如果上层 YMM 位通过 VZEROUPPER 或 VZEROALL 设置为零（编译器应自动插入），则无转换损失。该插入要求另外一个指令，因此推荐使用分析 (profiling)。

 

英特尔® AVX 指令类

如上所述，英特尔® AVX 增加了对许多新指令的支持并将当前的英特尔® SSE 指令扩展至新的 256 位寄存器，大部分旧的英特尔® SSE 指令都具有一个 V 前缀的英特尔® AVX 版本，以访问新的寄存器容量和 3 操作数形式。根据指令的计算方式，新英特尔® AVX 指令的数量多达几百个。

例如，旧的 2 操作数英特尔® SSE 指令ADDPS xmm1、xmm2/m128 现在可以使用 VADDPS ymm1、ymm2、ymm3/m256 形式以 3 操作数语法表示为 VADDPS xmm1、xmm2、xmm3/m128 或者 256 位寄存器。少数指令还支持 4 操作数，例如 VBLENDVPS ymm1、ymm2、ymm3/m256、ymm4 ，在一定条件下在 ymm4 中根据掩码将单精度浮点值由 ymm2 或 ymm3/m256 复制到 ymm1 。这是在之前的形式上进行了改进，其中 xmm0 为隐式需求，要求编译器解放 xmm0 。现在所有寄存器都明确可见，寄存器的分配有了更大的自由度。此处， m128 是一个 128 位内存位置， xmm1 是一个 128 位寄存器，以此类推。

有些新指令仅限 VEX（非英特尔® SSE 扩展指令），包括许多将数据移进或移出 YMM 寄存器的方法。以 VBROADCASTS[S/D] 为例，它将一个单一值加载至 XMM 或 YMM 寄存器的所有元素中，并提供了多种使用 VPERMILP[S/D] 将数据移至一个寄存器的方法。（方括号中的内容请参阅附录 A。）

英特尔® AVX 添加了算法指令，以使变量对单精度和双精度紧缩和标量浮点数据进行加、减、乘、除、平方根、比较、最小值、最大值和约数的运算。许多新的条件判定对于 128 位英特尔® SSE 也非常有用，提供了32 种比较类型。英特尔® AVX 还包括从之前的SIMD 中获得的指令，包括逻辑、混合、转换、测试、紧缩、解紧缩、移动、加载和存储。工具集还添加了新指令，包括非跳跃式获取（将单数据或多数据传播至 256 位目标，屏蔽移动基元进行有条件的加载和存储）、向 256 位 SIMD 寄存器中插入多 SIMD 数据或者从中提取多 SIMD 数据、在一个寄存器内转换基元进行数据处理、分支处理以及紧缩测试指令。

未来添加
英特尔® AVX 手册还列出了某些未来可能会使用到的指令，此处并未完全列出，有待补充。此处并不确保这些指令都如编写的那样可以实现。

预留两个指令（VCVTPH2PS 和 VCVTPS2PH ），用于支持 16 位浮点转换为单和双浮点类型或者从中转换。16 位格式称之为半精度，具有一个 10 位尾数（非反向规格化数有一个隐含的以 1 开头的数，导致 11 位精度）、5 位指数（偏差 15）和 1 位符号。

拟定的 RDRAND 指令使用一个具有密码的安全硬件数字随机位生成器，为 16 位、32 位和 64 位寄存器生成随机数。成功后，进位标识被设置为 1 (CF=1 )。如果没有足够的熵值可用，进位标识将被清除 (CF=0 )。

最后，有四个指令（RDFDBASE、RDGSBASE、WRFSBASE 和 WRGSBASE）可在 64 位模式中以全部权限等级读取和写入 FS 和 GS 寄存器。

另外，以后还会添加 FMA 指令，执行类似 A = + A * B + C 的运算，右侧的加号 (+) 都可以变更为减号 (?)，而且右侧的三个操作数顺序可以随意发生变化。还有交叉加法和减法形式。紧缩 FMA 指令可以执行具有 256 位矢量的 8 个单精度 FMA 运算或者 4 个双精度 FMA 运算。

A = A * B + C 这类的 FMA 运算要优于每次执行一个步骤，因为中间结果被视为无限精度，会在存储上执行约数计算，因此计算更为精确。这一单个约数是为“融合”前缀提供的。它们也比按步骤执行运算的速度要快。

每个指令对于操作数 A、B 和 C 都有三种形式的顺序，每个顺序对应一个 3 位扩展：形式 132 执行 A = AC + B，形式 213 执行 A = BA + C，形式 231 执行 A = BC + A。顺序数仅代表表达式右侧操作数的顺序。

可用性与支持

在硬件中检测英特尔® AVX 特性的可用性需要使用 CPUID 指令在 CPU 和操作系统中查询支持，稍后会做详细说明。2011 年第一季度推出的第二代英特尔® 酷睿™ 处理器（代号为 Sandy Bridge 的英特尔® 微架构）是英特尔首款支持英特尔® AVX 技术的处理器。这些处理器没有新的 FMA 指令。为了能够在没有硬件支持的情况下进行开发和测试，免费的英特尔® 软件开发仿真器（请参阅“更多信息”中提供的链接）提供了对这些特性的支持，包括英特尔® AVX、FMA、PCLMULQDQ 和 AES 指令。

为了能够在大多数设置中可靠地使用英特尔® AVX 扩展指令集，操作系统必须支持在线程环境切换中保存和加载新的寄存器（采用 XSAVE/XRSTOR），以预防数据损坏。为了避免出现此类错误，从支持英特尔® AVX 感知环境切换的操作系统明确地设置一个 CPU 位，以支持新的指令；否则，在使用英特尔® AVX 指令时，会生成一个未定义的操作码 (#UD) 异常。

带有 Service Pack 1 (SP1) 的 Microsoft Windows* 7 和带有 SP1 的 Microsoft Windows* Server 2008 R2（32 位和 64 位版本）以及更高版本的 Windows* 都支持英特尔® AVX 在线程和进程切换中进行保存和恢复。Linux* 内核 2.6.30（2009 年6 月）及更高版本也支持英特尔® AVX。

检测可用性与支持
对英特尔® AVX、FMA、AES 和 PCLMULQDQ 四个领域进行支持检测的步骤是类似的，都包括检查相应特性的硬件和操作系统支持（请参阅表 1）。包括以下步骤（计算位是从位 0 开始）：

1. 使用 CPUID.1:ECX.OSXSAVE bit 27 = 1 确认操作系统支持 XGETBV 。
2. 同时，确认支持 CPUID.1:ECX bit 28=1 （支持英特尔® AVX）和/或 bit 25=1 （支持 AES）和/或 bit 12=1 （支持 FMA）和/或 bit 1=1 (PCLMULQDQ)。
3. 发出 XGETBV ，并验证在位 1 和位 2 处特性支持的掩码是 11b（操作系统支持 XMM 状态和 YMM 状态）

                                                                         表 1.特性检测掩码

Feature	Bits to check	Constant
英特尔® AVX	28,、27	018000000H
VAES	28,、27, and 25	01A000000H
VPCLMULQDQ	28、 27, and 1	018000002H
FMA	28,、27, and 12	018001000H

 

条目 1 中提供了实施该进程的样例代码，其中 CONSTANT 是表 1 中的值。稍后将提供 Microsoft* Visual Studio* C++ 内联函数版本。

条目 1.特性检测

INT Supports_Feature()
   { 
   ; result returned in eax
   mov eax, 1
   cpuid
   and ecx, CONSTANT
   cmp ecx, CONSTANT; check desired feature flags
   jne not_supported 
   ; processor supports features
   mov ecx, 0; specify 0 for XFEATURE_ENABLED_MASK register
   XGETBV; result in EDX:EAX
   and eax, 06H
   cmp eax, 06H; check OS has enabled both XMM and YMM state support
   jne not_supported
   mov eax, 1; mark as supported
   jmp done
   NOT_SUPPORTED:
   mov eax, 0 ; // mark as not supported
   done:
   }
 

用途

在最低的编程级别，大部分常用 x86 汇编器现在都支持英特尔® AVX、FMA、AES 和 VPCLMULQDQ 指令，包括 Microsoft MASM*（Microsoft Visual Studio* 2010 版本）、NASM*、FASM* 和 YASM*。请参阅各自的相关文档，获取详细信息。

对于语言编译器，英特尔® C++ 编译器 11.1 版及更高版本和英特尔® Fortran 编译器都可以通过编译器开关支持英特尔® AVX；而且这两种编译器还支持自动矢量化和浮点循环。英特尔® C++ 编译器支持英特尔® AVX 内联函数（使用 #include 访问内联函数）和内嵌汇编语言，甚至还可以使用 #include "avxintrin_emu.h" 支持英特尔® 内联函数模拟。

Microsoft Visual Studio* C++ 2010 (SP1) 及更高版本在编译 64 位置代码（使用 /arch:AVX 编译器开关）时支持英特尔® AVX（请参阅“更多信息”）。它使用标头支持内联函数，但是不支持内嵌汇编语言。MASM*、代码的反汇编视图和寄存器的配置程序视图（完全支持 YMM）中都支持英特尔® AVX。

GNU Compiler Collection* (GCC*) 4.4 版通过同一标头 支持英特尔® AVX 内联函数。Binutils 2.20.51.0.1 及更高版本、gdb 6.8.50.20090915 及更高版本、最新版的 GNU 汇编器 (GAS) 以及 objdump 中还提供了其他 GNU 工具链支持。如果您的编译器不支持英特尔® AVX，您可以在许多情况下发出所需的字节，但是一流的支持能为您带来更多方便。

以上提及的三个 C++ 编译器都可以从 C 或 C++ 代码中使用英特尔® AVX 支持同一内联函数运算，从而简化运算。内联函数是编译器使用相应的汇编函数替换的函数。大部分英特尔® AVX 内联函数的命名都遵循以下格式：

_mm256_op_suffix(data_type param1, data_type param2, data_type param3)

其中 _mm256 是在新的 256 位寄存器上运行的前缀；_op 是运算，类似于加法 add 或者减法 sub；而 _suffix 则表示运算的数据类型，第一个字母表示紧缩 (p)、扩展紧缩 (ep) 或标量 (s)。表 2 中列出了其余字母所代表的类型。

                                                                                表 2.英特尔® AVX 后缀标记

Marking	Meaning
[s/d]	单精度或双精度浮点
[i/u]nnn	位大小 nnn为 128、64、32、16 或 8
[ps/pd/sd]	紧缩单精度、紧缩双精度或标量双精度
epi32	扩展紧缩 32 位带符号整数
si256	标量 256 位整数

表 3 中列出了数据类型。前两个参数是源寄存器，第三个参数（显示时）是一个整数掩码、选择因子或偏移值。

                                                                             表 3.英特尔® AVX 内联函数数据类型

Type	Meaning
__m256	256 位，作为 8 个单精度浮点值，表示一个 YMM 寄存器或内存位置
__m256d	256 位，作为 4 个双精度浮点值，表示一个 YMM 寄存器或内存位置
__m256i	256 位，作为整数、（字节、字等）
__m128	128 位单精度浮点（每个 32 位）
__m128d	128 位双精度浮点（每个 64 位）

某些内联函数位于其他标头中，如 中的 AES 和 PCLMULQDQ。查看您的编译器文档或者网站，了解各种内联函数的位置。

Microsoft Visual Studio* 2010
为了简单明了，本文中的以下部分将使用带有 SP1 的 Microsoft Visual Studio* 2010，英特尔® 编译器或 GCC* 上运行的代码与之类似。如果您依次点击 Project Properties > Configuration > Code Generation ，在Enable Enhanced Instruction Set 下选择Not Set ，然后将 /arch:AVX 手动添加至 Command Line 条目下的命令行，带有 SP1 的Microsoft Visual Studio* 2010 将自动生成英特尔® AVX 代码。作为使用内联函数的一个实例，条目 2 提供了基于内联函数的英特尔® AVX 特性检测例程。

                                                                    条目 2.基于内联函数的特性检测

// get AVX intrinsics
#include 
// get CPUID capability
#include 

// written for clarity, not conciseness
#define OSXSAVEFlag (1UL<<27)
#define AVXFlag     ((1UL<<28)|OSXSAVEFlag)
#define VAESFlag    ((1UL<<25)|AVXFlag|OSXSAVEFlag)
#define FMAFlag     ((1UL<<12)|AVXFlag|OSXSAVEFlag)
#define CLMULFlag   ((1UL<< 1)|AVXFlag|OSXSAVEFlag)
 
bool DetectFeature(unsigned int feature)
	{
	int CPUInfo[4], InfoType=1, ECX = 1;
	__cpuidex(CPUInfo, 1, 1);       // read the desired CPUID format
	unsigned int ECX = CPUInfo[2];  // the output of CPUID in the ECX register. 
	if ((ECX & feature) != feature) // Missing feature 
		return false; 
	__int64 val = _xgetbv(0);       // read XFEATURE_ENABLED_MASK register
	if ((val&6) != 6)               // check OS has enabled both XMM and YMM support.
		return false; 
	return true;
	}
 

附录 A：指令集参考

许多指令都是紧缩或标量形式，即它们在寄存器的多个并行元素或者一个单一元素上执行——标记为 [P/S]。条目长度分为双精度或单精度浮点（简称为双精度和单精度），标记为 [D/S]；整数形式分为字节、字、双字和四字，标记为 [B/W/D/Q]。整数形式有时还分为带符号形式和无符号形式，标记为 [S/U] 。有些指令在寄存器的高区或低区运行，标记为 [H/L] ；下文的表格中提供了其他可选元素。英特尔® SSE 形式和英特尔® AVX 形式中的指令以英特尔® AVX 形式的 (V) 为前缀，支持 3 操作数和 256 位寄存器。方括号 ( []) 中的条目为必选；圆括号 ( ()) 中的条目为可选。

范例：

• (V)ADD[P/S][D/S] 是紧缩或标量、双精度或单精度相加，有 8 种可能的形式——VADDPD, VADDPS, VADDSD, VADDSS, 和不以 V开头的版本。
• (V)[MIN/MAX][P/S][D/S]表示最大或最小双精度或单精度紧缩或标量的 16 种不同指令。

下一表格列出了多个比较类型。VEX 前缀的指令具有 32 个比较类型；非 VEX 前缀的比较仅支持圆括号中的 8 个类型。每个比较类型分为多种形式，其中O = 有序的、U = 无序的、S = 发信号、Q = 不发信号。有序/无序表示如果一个操作数是 NaN（浮点中的非数），比较是 false 还是 true，在计算过程中出现某些错误时会发生该情形，如被 0 除或者负数的平方根。发信号/不发信号表示至少一个操作数是 QnaN（用于错误捕获的静态非数）时是否会出现一个异常。

Type	Flavors	Meaning
EQ	(OQ), UQ, OS, US	等于
LT	(OS), OQ	小于
LE	(OS), OQ	小于等于
UNORD	(Q), S	无序测试 (NaN)
NEQ	(UQ), US, OQ, OS	不等于
NLT	(US), UQ	不小于
NLE	(US), UQ	不小于等于
ORD	(Q), S	有序测试 (非 NaN)
NGE	US, UQ	不大于等于
NGT	US, UQ	不大于
FALSE	OQ, OS	比较一直是 false
GE	OS, OQ	大于等于
GT	OS, OQ	大于
TRUE	UQ, US	比较一直是 true

 

最后，我们在此提供了所有英特尔® AVX 指令：

Arithmetic	Description
(V)[ADD/SUB/MUL/DIV][P/S][D/S]	加/减/乘/除紧缩/标量双精度/单精度
(V)ADDSUBP[D/S]	紧缩双精度/单精度加减交互指数
(V)DPP[D/S]	点积，基于即时任务
(V)HADDP[D/S]	水平相加
(V)[MIN/MAX][P/S][D/S]	最小/最大紧缩/标量双精度/单精度
(V)MOVMSKP[D/S]	双精度/单精度符号掩码开方
(V)PMOVMSKB	生成包括大部分重要位的掩码
(V)MPSADBW	多个绝对差值求和
(V)PABS[B/W/D]	字节/字/双字上的紧缩绝对值
(V)P[ADD/SUB][B/W/D/Q]	加/减紧缩字节/字/双字/四字
(V)PADD[S/U]S[B/W]	紧缩带符号/无符号加饱和字节/字
(V)PAVG[B/W]	平均紧缩字节/字
(V)PCLMULQDQ	Carry-less 乘法四字
(V)PH[ADD/SUB][W/D]	紧缩垂直加/减字/双字
(V)PH[ADD/SUB]SW	紧缩垂直加/减饱和
(V)PHMINPOSUW	最小垂直无符号字和位置
(V)PMADDWD	乘加紧缩整数
(V)PMADDUBSW	无符号字节和带符号字节乘以带符号字
(V)P[MIN/MAX][S/U][B/W/D]	最小/最大紧缩带符号/无符号整数
(V)PMUL[H/L][S/U]W	乘以紧缩带符号/无符号整数和存储高区/低区结果
(V)PMULHRSW	使用约数和移位乘以紧缩无符号
(V)PMULHW	乘以紧缩整数和存储高区结果
(V)PMULL[W/D]	乘以紧缩整数和存储低区结果
(V)PMUL(U)DQ	乘以紧缩带符号/无符号双字整数和存储四字
(V)PSADBW	计算无符号字节绝对差值总和
(V)PSIGN[B/W/D]	根据其他操作数上的符号更改一个操作数中每个元素的符号
(V)PS[L/R]LDQ	操作数中字节左/右移位量
(V)SL[L/AR/LR][W/D/Q]	位左移/算法右移/逻辑右移
(V)PSUB(U)S[B/W]	紧缩带符号/无符号减去带符号/无符号饱和
(V)RCP[P/S]S	计算紧缩/标量单精度的近似倒数
(V)RSQRT[P/S]S	计算紧缩/标量单精度平方根的近似倒数
(V)ROUND[P/S][D/S]	紧缩/标量双精度/单精度的约数
(V)SQRT[P/S][D/S]	紧缩/标量双精度/单精度的平方根
VZERO[ALL/UPPER]	将 YMM 寄存器的全部/上层归零

Comparison	Description
(V)CMP[P/S][D/S]	比较紧缩/标量双精度/单精度
(V)COMIS[S/D]	比较标量双精度/单精度，设置 EFLAGS
(V)PCMP[EQ/GT][B/W/D/Q]	比较紧缩整数等于/大于
(V)PCMP[E/I]STR[I/M]	比较显式/隐式长度字符串，返回指数/掩码

Control	Description
V[LD/ST]MXCSR	加载/存储 MXCSR 控制/状态寄存器
XSAVEOPT	保存优化的处理器延伸状态

Conversion	Description
(V)CVTx2y	将类型 x 转换为类型 y，其中 x 和 y 从以下选择： DQ 和 P[D/S], [P/S]S 和[P/S]D, or S[D/S] 和 SI.

Load/store	Description
VBROADCAST[SS/SD/F128]	通过传播进行加载（将单个数值加载到多个位置）
VEXTRACTF128	128 位浮点值开方
(V)EXTRACTPS	紧缩单精度开方
VINSERTF128	插入紧缩浮点值
(V)INSERTPS	插入紧缩单精度值
(V)PINSR[B/W/D/Q]	插入整数
(V)LDDQU	移动四倍未对齐整数
(V)MASKMOVDQU	使用非暂时提示NT Hint存储双四字中的指定字节
VMASKMOVP[D/S]	有条件的 SIMD 紧缩加载/存储
(V)MOV[A/U]P[D/S]	移动对齐/未对齐的紧缩双精度/单精度
(V)MOV[D/Q]	移动双字/四字
(V)MOVDQ[A/U]	移动对齐/未对齐的双字至四字
(V)MOV[HL/LH]P[D/S]	移动高区到低区/低区到高区的紧缩双精度/单精度
(V)MOV[H/L]P[D/S]	移动高区/低区的紧缩双精度/单精度
(V)MOVNT[DQ/PD/PS]	使用非暂时提示移动紧缩整数/双精度/单精度
(V)MOVNTDQA	使用对齐的非暂时提示移动紧缩整数
(V)MOVS[D/S]	移动或合并标量双精度/单精度
(V)MOVS[H/L]DUP	移动单个奇/偶指数的单精度
(V)PACK[U/S]SW[B/W]	在字节/字上对无符号/带符号饱和进行紧缩
(V)PALIGNR	字节对齐
(V)PEXTR[B/W/D/Q]	整数开方
(V)PMOV[S/Z]X[B/W/D][W/D/Q]	使用带符号/零扩展紧缩移动（仅根据长度，不支持 DD、DW 等）

Logical	Description
(V)[AND/ANDN/OR]P[D/S]	紧缩双精度/单精度值的位逻辑 AND/AND NOT/OR
(V)PAND(N)	逻辑AND (NOT)
(V)P[OR/XOR]	位逻辑 logical OR/exclusive OR
(V)PTEST	紧缩位测试，如果位逻辑 AND为 all 0，则设置零标记
(V)UCOMIS[D/S]	无序比较标量双精度/单精度并设置EFLAGS
(V)XORP[D/S]	紧缩双精度/单精度的位逻辑 XOR

Shuffle	Description
(V)BLENDP[D/S]	混合紧缩双精度/单精度，基于掩码选择元素
(V)BLENDVP[D/S]	混合值
(V)MOVDDUP	向所有值中复制偶数值
(V)PBLENDVB	变量混合紧缩字节
(V)PBLENDW	混合紧缩字
VPERMILP[D/S]	转换双精度/单精度值
VPERM2F128	转换浮点值
(V)PSHUF[B/D]	根据即时值移动紧缩字节/双字
(V)PSHUF[H/L]W	移动紧缩高区/低区字
(V)PUNPCK[H/L][BW/WD/DQ/QDQ]	解紧缩高区/低区数据
(V)SHUFP[D/S]	移动紧缩双精度/单精度
(V)UNPCK[H/L]P[D/S]	解紧缩和交错紧缩变量双精度/单精度值

Future Instructions	Description
[RD/WR][F/G]SBASE	读/写 FS/GS 寄存器
RDRAND	读取随机数（至 r16、r32、r64）
VCVTPH2PS	将 16 位浮点值转换为单精度浮点值
VCVTPS2PH	将单精度值转换为 16 位浮点值

FMA	Each [z] is the string 132 or 213 or 231, giving the order the operands A,B,C are used in: 132 is A=AC+B 213 is A=AB+C 231 is A=BC+A
VFMADD[z][P/S][D/S]	面向双精度/单精度紧缩/标量的融合乘加 A = r1 * r2 + r3
VFMADDSUB[z]P[D/S]	融合乘交互加/减紧缩双精度/单精度 A = r1 * r2 + r3（奇指数），A = r1 * r2-r3（偶指数）
VFMSUBADD[z]P[D/S]	融合乘交互减/加紧缩双精度/单精度 A = r1 * r2 - r3（奇指数），A = r1 * r2+r3（偶指数）
VFMSUB[z][P/S][D/S]	面向双精度/单精度值紧缩/标量的融合乘减 A = r1 * r2 - r3
VFNMADD[z][P/S][D/S]	紧缩/标量双精度/单精度的融合负数乘加 A = -r1 * r2+r3
VFNMSUB[z][P/S][D/S]	紧缩/标量双精度/单精度的融合负数乘减 A = -r1 * r2-r3

 

更多信息

英特尔® 高级矢量扩展指令集编程指南： http://redfort-software.intel.com/en-us/avx/

联邦信息处理标准出版物 197，“发布高级加密标准”：http://csrc.nist.gov/publications/fips/fips197/fips-197.pdf

The IEEE 754-2008 floating-point format standard at http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_754-2008

IEEE 754-2008 浮点格式标准：http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_754-2008

64 位驱动程序浮点支持：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ff545910.aspx

Mandelbrot 集的维基百科条目：http://en.wikipedia.org/wiki/Mandelbrot_set

英特尔® 软件开发仿真器：http://redfort-software.intel.com/en-us/articles/intel-software-development-emulator

下载完整的 Mandelbrot 英特尔® AVX 实施：http://www.lomont.org/