SSE2

Streaming SIMD Extensions 2 (SSE2) – zestaw instrukcji SIMD, rozszerzający istniejący SSE. Nowe cechy:

Technologia ta została wprowadzona w procesorach rodziny Pentium 4 oraz Athlon 64.

Typy danych

SSE2 wykorzystuje typy danych zdefiniowane w MMX i SSE, definiuje także kilka nowych typów danych: w większości wektorów o określonych rozmiarach.

Typy zmiennoprzecinkowe:

Typy całkowite (rozszerzenia typów MMX):

Analogicznie jak w SSE, rozkazy SSE2 mogą wykonywać działania arytmetyczne na wektorach liczb zmiennoprzecinkowych podwójnej precyzji na dwa sposoby:

  1. packed (równoległe) — wykonując równocześnie dwa niezależne działania zmiennoprzecinkowe na odpowiadających sobie elementach wektorów;
  2. scalar (skalarne) — wykonując działanie tylko na pierwszych elementach wektorów.
Rozmiar słowa
[bity]		 Rozmiar elementu
[bity]		 Liczba elementów wektora Uwagi
Liczby zmiennoprzecinkowe  
128642SSE2, liczby podwójnej precyzji
128324SSE, liczby pojedynczej precyzji
Liczby całkowite (ze znakiem lub bez)  
1281281SSE2, całe słowo
128642SSE2, packed quad word
128324SSE2, packed double word
128168SSE2, packed word
128816SSE2, packed byte
64641MMX, quad word
64322MMX, packed double word
64164MMX, packed word
6488MMX, packed byte

Mnemoniki rozkazów

 Zobacz więcej w artykule Streaming SIMD Extensions, w sekcji Mnemoniki rozkazów.

Tak jak w SSE, również w SSE2 sufiksy mnemoników określają typy danych, na jakich działają określone rozkazy; oprócz tych zdefiniowanych w MMX i SSE pojawiły się nowe dla liczb zmiennoprzecinkowych podwójnej precyzji:

Działania zmiennoprzecinkowe

Działania arytmetyczne

  • dodawanie (ADDPD, ADDSD)
  • odejmowanie (SUBPD, SUBSD)
  • dzielenie (DIVPD, DIVSD)
  • mnożenie (MULPD, MULSD)
  • pierwiastek kwadratowy (SQRTPD, SQRTSD)
  • wartość maksymalna (MAXPD, MAXSD)
  • wartość minimalna (MINPD, MINSD)

Działania logiczne

Wykonywane są na poziomie bitów, a nie liczb:

  • suma (ORPD),
  • iloczyn (ANDPD),
  • iloczyn negacji (ANDNPD) - jeden z argumentów jest negowany przed obliczeniem iloczynu,
  • różnica symetryczna (XORPD),

Porównanie

 Zobacz więcej w artykule Streaming SIMD Extensions, w sekcji Porównania.

Rozkazy porównania SSE2 działają w taki sam sposób jak SSE, jedna różnica to oczywiście rozmiary elementów wektorów:

  • rozkazom SSE2 CMPPD i CMPSD odpowiadają rozkazy SSE CMPPS i CMPSS;
  • rozkazom SSE2 COMISD i UCOMISD odpowiadają rozkazy SSE COMISS i UCOMISS.

Rozmieszczanie elementów w wektorach

  • SHUFPD
  • UNPCKLPD, UNPCKHPD

Konwersje między liczbami zmiennoprzecinkowymi i całkowitymi

  • liczby zmiennoprzecinkowe podwójnej precyzji:
    • konwersje wektorowe:
      • CVTPD2PI, CVTTPD2PI - liczby zmiennoprzecinkowe na 32-bitowe liczby całkowite
      • CVTPD2PQ, CVTTPD2PQ - liczby zmiennoprzecinkowe na 64-bitowe liczby całkowite
      • CVTPI2PD - 32-bitowe liczby całkowite na liczby zmiennoprzecinkowe
      • CVTDQ2PD - 64-bitowe liczby całkowite na liczby zmiennoprzecinkowe
    • konwersje skalarne:
      • CVTSD2SI, CVTTSD2SI - liczba zmiennoprzecinkowa na 32-bitową liczbę całkowitą
      • CVTSI2SD - 32-bitowa liczba całkowita na liczbę zmiennoprzecinkową
  • liczby zmiennoprzecinkowe pojedynczej precyzji:
    • konwersje wektorowe:
      • CVTPS2DQ, CVTTPS2DQ - liczby zmiennoprzecinkowe na 64-bitowe liczby całkowite
    • konwersja skalarna:
      • CVTDQ2PS - 64-bitowa liczba całkowita na liczbę zmiennoprzecinkową

Konwersje między liczbami zmiennoprzecinkowymi pojedynczej i podwójnej precyzji

  • konwersje wektorów (po dwa elementy):
    • CVTPS2PD - z pojedynczej na podwójną precyzję
    • CVTPD2PS - z podwójnej na pojedynczą precyzję
  • konwersje skalarów:
    • CVTSS2SD - z pojedynczej na podwójną precyzję
    • CVTPS2SS - z podwójnej na pojedynczą precyzję

Rozkazy całkowitoliczbowe

Kontrola pamięci podręcznej i spójności pamięci

Przesyłanie danych

Wektory liczb zmiennoprzecinkowe

  • MOVAPD
  • MOVUPD
  • MOVHPD, MOVLPD
  • MOVSD
  • MOVMSKPD

Wektory liczb całkowitych

  • MOVDQA
  • MOVQ2DQ, MOVDQ2Q

MXCSR - rejestr kontrolny/statusu

 Zobacz więcej w artykule Streaming SIMD Extensions, w sekcji MXCSR - rejestr kontrolny/statusu.

W SSE2 dodano jedną flagę kontrolującą obliczenia zmiennoprzecinkowe:

Podpowiedzi dla systemu przewidywania skoków

Podsystem przewidywania skoków posiada wbudowane reguły statycznego przewidywania skoków warunkowych - np. jeśli adres docelowy skoku jest ujemny (skok wstecz, jak w pętlach) to przyjmuje się, że skok nastąpi. W SSE2 wprowadzono podpowiedzi (ang. branch hint), które dla wskazanych instrukcji skoku nadpisują domyślne reguły, pozwalając wskazać bardziej prawdopodobny przepływ sterowania w programie. Podpowiedzi te mają formę przedrostków dla kodów rozkazu skoku, nie są odrębnymi instrukcjami.

Mimo że w symulacjach rozwiązanie to wyglądało bardzo obiecująco, w rzeczywistych programach nie zanotowano wzrostu wydajności.

Procesory obsługujące SSE2

Znane procesory nieobsługujące SSE2

Zobacz też

Przypisy

  1. ↑ H. J. Lu - PATCH: Disable branch hints on P4 [online], gcc.gnu.org [dostęp 2017-11-26].