CPU/GPU真融合！Intel新酷睿权威评测

第三章/第四节 SandyBridge架构解析：新增AVX高级矢量扩展指令集

    Westmere相比Nehalem，唯一的改进就是新增AES加密解密指令集，在特定应用下速度提升非常显著，但由于一般人很少用到加密和解密应用，因此这一改进几乎可以被忽视了。

    现在SandyBridge相比Westmere，在AES指令集的基础上，又新增了AVX（高级矢量扩展）指令集，这个指令集就非同一般了，Intel打算用它来逐步取代已经服役几十年的SSE（单指令多数据流式扩展）指令集，AVX指令集的重要性可见一斑！

    所谓的矢量，就是带有方向的标量……在数学上的表现就是多个参数的代数式，也就是多个标量的集合。为了更好地表示多个标量，AVX高级矢量扩展将原有的128位浮点指令扩展到了256位，可以同时处理8个32位（4字节）的浮点数或者一个256位的数：

    AVX指令集是和SandyBridge微架构紧密结合的，因此，微架构的浮点寄存器也要从128位扩展到256位，此外，Load单元也要适应一次载入256位的能力，SandyBridge没有直接扩展原有Load单元的位宽，而是通过增加了一个Load单元来达到256bit Load的能力，如下图所示：

    可以看到，在0、1、5端口都增加了256位宽度AVX指令执行单元。

    最后，Intel提到了，由于128位SSE指令与256位AVX指令位宽不同，在混合编码的时候，指令切换需要进行额外的寄存器高位保留操作，因此混用SSE/AVX将会导致性能损失。应尽量向新指令集进行迁移。

    最后，Intel给出了在如前所述的4种常见运算下的AVX指令集加速比（AVX vs SSE over Sandy Bridge）。可以看出，在硬件环境不变的情况下，如果软件支持AVX指令集的话，速度提升可达1.5-2.5倍之多！

    看来Intel是铁定决心要改进CPU的浮点运算能力，SandyBridge的下一代IVYBridge将会新增FMA指令集，FMA是同时进行一个乘法和一个加法的运算，在图形操作上很是常见，相信关注GPU图形技术的朋友们已经会比较熟悉。看得出来未来的处理器，CPU与GPU之间的界限将会非常模糊了。