インテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE)技術

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2019/03/07

これらのコンテンツセクションのインテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE) について説明します。

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インテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE) とは何ですか?

命令セット拡張は、同じ操作が複数のデータオブジェクトに対して実行される場合のパフォーマンスを向上させる追加の命令です。インテル® アーキテクチャー ・インストラクション・セット・エクステンションのプログラミング・リファレンス を参照してください。

命令セット拡張には、次のものがあります。

  • 単一命令多重データ (SIMD)
  • インテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE)(インテル® SSE、インテル® SSE2、インテル® SSE3、インテル® SSE4)
  • インテル®アドバンスト・ベクトル・エクステンション (インテル® avx、インテル® AVX2、およびインテル® avx-512)
インテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE) SSE

SSE は単一命令複数データを可能にするプロセッサ技術である。古いプロセッサー は、命令ごとに1つのデータ要素のみを処理します。SSE は、複数のデータ要素を処理する命令を有効にします。3dインテル® グラフィックス などの集中的なアプリケーションで処理を高速化するために使用されます。

SSE はMMX™ テクノロジー を取り替えるように設計されている。これは、SSE2、SSE3/SSE3S、および SSE4 を含むように、インテル® プロセッサー の世代にわたって拡大しました。各イテレーションは、新しい指示とパフォーマンスの向上をもたらしました。

インテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE) 2 (SSE2)

SSE2 はMMX™ テクノロジー および SSE の技術を広い応用範囲を渡る性能の増加を提供する144命令の付加と拡張する。MMX™ テクノロジー で導入された SIMD 整数命令は、64から128ビットまで拡張しています。これにより、SIMD 整数型演算の実効実行率が2倍になります。

倍精度浮動小数点 simd 命令により、simd 形式で2つの浮動小数点演算を同時に実行できます。この倍精度オペレーションのサポート により、コンテンツの作成、財務、エンジニアリング、および科学アプリケーションの高速化が実現します。

元の SSE 命令は、柔軟で高いダイナミックレンジの計算能力をサポート するように拡張されています。これは、複数のデータ型に対する算術演算をサポート することによって行われます。例としては、二重単語とクアッドワードがあります。SSE2 命令はソフトウェア 開発者に最大の柔軟性を可能にします。mpeg-2、MP3、3dインテル® グラフィックス などのソフトウェア を実行する際に、アルゴリズムを実装し、パフォーマンスを向上させることができます。

インテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE) 3 (SSE3)

90 nm プロセスベースのインテル® Pentium® 4 プロセッサー の発売により、SSE2 よりも13の simd 命令を含むインテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE) 3 (SSE3) が導入されました。13の新しい手順は、主に、スレッドの同期とメディアやゲームなどの特定のアプリケーション領域を改善するために設計されています。

インテル® ストリーミング SIMD 拡張命令 (インテル® SSE) 4 (SSE4)

SSE4 は54命令で構成されています。インテルのドキュメンテーションで sse 4.1 と呼ばれる47命令で構成されるサブセットは、最近で入手できます。残りの7つの命令で構成される2番目のサブセットである sse 4.2 は、ネハレムベースのインテル® Core™ i7 プロセッサー で最初に入手できます。インテルのクレジットは、命令セットの開発に開発者からのフィードバック。

インテル® アドバンスト・ベクトル・エクステンション(インテル® AVX)

インテル® AVX は、浮動小数点 (FP) の集中的なアプリケーション用に設計されたインテル® SSE に256ビット命令セットの拡張機能です。Intel AVX は、より広いベクトル、新しい拡張可能な構文、および機能の豊富さにより、パフォーマンスが向上します。Intel AVX2 は2013でリリースされ、浮動小数点および整数のデータドメイン間でベクタ処理機能を拡張しました。これにより、幅広いアプリケーションにわたって、より高いパフォーマンスと効率的なデータ管理が実現します。例としては、画像およびオーディオ/ビデオ処理、科学シミュレーション、財務分析、3d モデリングと解析などがあります。

インテル® アドバンスト・ベクトル・エクステンション 512 (インテル® AVX-512)

インテルインテル® avx-512 は、intel avx/AVX2 が1つの命令 とインテル SSE の4倍の機能で処理できるデータ要素の数の2倍の処理を可能にします。インテル AVX-512 命令は、最も要求の厳しい計算タスクのためのより高いパフォーマンス能力を開くので重要です。インテル AVX-512 命令は、指示機能の設計におけるコンパイラのサポート の最高度を提供します。