Programovanie v jazyku symbolických adries

Moderné multimediálne a komunikačné aplikácie kladú vysoké nároky na rýchlosť spracovania obrazových, zvukových a grafických dát. Analýza ukázala, že pre tieto aplikácie sú typické nasledujúce príznaky:

• aplikácie pracujú prevažne s 8-bitovými (obrazové body) a 16-bitovými (zvuk) údajmi,
• pravidelne a opakovane pristupujú do pamäti,
• často sa opakujú rovnaké operácie s údajmi (sčítanie, násobenie).

Na princípe SIMD (Single Instruction, Multiple Data), ktorý spočíva v paralelnom vykonaní jednej operácie s viacerými dátovými položkami, Intel vytvoril technológie MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4 a AVX.

Technológia MMX (Multimedia Extension) pozostáva z ôsmich 64-bitových registrov a nových inštrukcií pre prácu s týmito registrami. 64-bitové registre sa dajú rozložiť na 8 nezávislých bajtov, 4 nezávislé slová alebo 2 dvojslová, ktoré obsahujú celé čísla. Nové inštrukcie umožňujú, aby sa aritmetická alebo logická operácia vykonávala paralelne na všetkých častiach dvoch registrov.

Technológia SSE (Streaming SIMD Extension) priniesla 8 nových 128-bitových registrov (označených XMM0 až XMM7) a 70 nových inštrukcií. Inštrukcie vykonávajú paralelné operácie s číslami v pohyblivej rádovej čiarke v jednoduchej presnosti. Pretože reálne číslo v jednoduchej presnosti podľa štandardu IEEE zaberá 32 bitov, môže jedna SSE inštrukcia naraz spracovať 4 čísla.

Technológia SSE2 podporuje IEEE dvojnásobnú presnosť (64-bitové čísla v pohyblivej rádovej čiarke). Rozširuje MMX inštrukcie (pre celočíselné operácie) na 128-bitové registre XMM0 až XMM7.

SSE3 zavádza 13 nových inštrukcií vrátane inštrukcií MONITOR a MWAIT pre synchronizáciu vlákien a ďalších inštrukcií pre aritmetiku s vektormi.

SSE4 je inštrukčná sada určená pre architektúru Intel Core. Obsahuje 54 nových inštrukcií. Tieto vykonávajú operácie, ktoré nie sú špecifické pre multimediálne aplikácie.

Technológia AVX (Advanced Vector Extensions) predstavuje 256-bitové rozšírenie technológie SSE (nové registre sa označujú YMM). Prináša nové inštrukcie s tromi operandami.

Technológiou SIMD sa v tejto učebnici nebudeme podrobnejšie zaoberať.