MMX

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最早支援MMX多媒體指令集的Pentium MMX處理器

MMX是由英特尔开发的一种SIMD多媒体指令集,共有57条指令。它于1996年集成在英特尔奔腾 (Pentium) MMX处理器上,以提高其多媒体数据的处理能力。

其优点是增加了處理器關於多媒体方面的处理能力,缺点是占用浮点数寄存器进行运算(64位MMX寄存器实际上就是浮点数寄存器的别名)以至于MMX指令和浮点数操作不能同时工作。为了减少在MMX和浮点数模式切换之间所消耗的时间,程序员们尽可能减少模式切换的次数,也就是说,这两种操作在应用上是互斥的。AMD在此基础上发展出3D Now!指令集。

3D Now!發佈一年後,Intel在MMX基础上发展出SSE (Streaming SIMD Extensions)指令集,用來取代MMX。現在,新開發的程式不再僅使用MMX來最佳化軟體執行效能,而是改使用如SSE、3DNOW!等更容易最佳化效能的新一代多媒體指令集,不過目前的處理器大多仍可以執行針對MMX最佳化的較早期軟體。

MMX的字面涵义[编辑]

1997年,Intel公司起诉AMD公司与Cyrix公司非法使用(misuse)了商标MMX。随后这起诉讼庭外和解,AMD公司承认MMX为Intel的商标,Intel允许AMD公司使用MMX作为一项技术的名称。在这起诉讼中,AMD披露MMX是Intel命名的矩阵数学扩展(Matrix Math eXtensions)的字母缩写。

技术细节[编辑]

MMX寄存器,称作MM0到MM7,实际上就是处理器内部80比特字长的浮点寄存器栈st(0)到st(7)的尾数部分(64比特长)的复用。由于浮点栈寄存器的高16位未被MMX技术使用,因此这16位都置为1,因此从栈寄存器的角度看,其浮点值为NaN或Infinities,这可用于区分寄存器是处于浮点栈状态还是MMX状态. 作为MMX寄存器都是直接访问。利用了装配数据类型(packed data type)的概念,每个MMX寄存器的64比特字长可以看作是2个32位整数、或者4个16位整数、或者8个8位整数,从而可以执行整数SIMD运算。这对于1990年代中期的2D、3D计算的加速还是很有意义的,因为当时的计算机的图形处理器(GPU)还很不发达。但现在MMX整数SIMD运算对于图形运算来说是多余的技术了。不过MMX的饱和算术运算(saturation arithmetic operations)对于一些数字信号处理应用还是有用的。

SIMD技术的发展[编辑]

继MMX技术之后,Intel又于1999年在Pentium-III处理器上推出SSE技术,引入了新的128位元宽的寄存器集(register file),称作XMM0到XMM7。这些XMM寄存器用于4个单精度浮点数运算的SIMD执行,并可以与MMX整数运算或x87浮点运算混合执行。2001年在Pentium 4上引入了SSE2技术,进一步扩展了指令集,使得XMM寄存器上可以执行8/16/32位宽的整数SIMD运算或双精度浮点数的SIMD运算。这使得SIMD技术基本完善。

外部連結[编辑]