簡介
Intel的微架構進入了全速發展的時期，在2010年4月結束的IDF峰會上Intel公司就發布了2010年的RoadMap。2011年1月Intel發布了處理器微架構SandyBridge，其中全新增加的指令集也将帶來CPU性能的提升。Intel公司将為SandyBridge帶來全新的指令擴展集IntelAdvancedVectorExtensions(IntelAVX)。AVX是在之前的128bit擴展到和256bit的SIMD(SingleInstruction,MultipleData)。而SandyBridge的SIMD演算單元擴展到256bits的同時數據傳輸也獲得了提升，所以從理論上看CPU内核浮點運算性能提升到了2倍。nIntel全新的發展戰略也表明，從2010年開始軟件和新指令也将有更好的兼容，而SIMD浮點運算并非決定因素，所以CPU的性能就變得更加困難。而性能增強的同時，SIMD浮點運算在已有編碼的基礎上也必須會有更大的提升空間，特别是scalar整數運算部分。目前單線程整數運算性能的提升也遇到了瓶頸，本次IDF展會上，确定了這一CPU開發方向的同時也表明了技術的進化趨勢。IntelAVX指令集，在SIMD計算性能增強的同時也沿用了的MMX/SSE指令集。不過和MMX/SSE的不同點在于增強的AVX指令，從指令的格式上就發生了很大的變化。x86(IA-32/Intel64)架構的基礎上增加了prefix(Prefix)，所以實現了新的命令，也使更加複雜的指令得以實現，從而提升了x86CPU的性能。nAVX并不是x86CPU的擴展指令集，可以實現更高的效率，同時和CPU硬件兼容性也更好，并且也有着足夠的擴展空間，這都和其全新的命令格式系統有關。更加流暢的架構就是AVX發展的方向，換言之，就是擺脫傳統x86的不足，在SSE指令的基礎上AVX也使SSE指令接口更加易用。針對AVX的最新的命令編碼系統，Intel也給出了更加詳細的介紹，其中包括了大幅度擴充指令集的可能性。比如SandyBridge所帶來的融合了乘法的雙指令支持。從而可以更加容易地實現512bits和1024bits的擴展。而在2008年末到2009年推出的meniikoaCPU“Larrabee(LARAB)”處理器，就會采用AVX指令集。從地位上來看AVX也開始了Intel處理器指令集的新篇章。
VEX解決x86CPU瓶頸
AVX的VEX的編碼系統，從某一側面上也反應了Intel處理器今後的進化趨勢，因為它解決了x86系列CPU在decoding上的不足。CoreMA有着4條命令的執行通道，不過frontend卻存在着不足，首先L1緩存fetch端口也有着16字節的長度。而fetch的命令次數也被得到了限制。首先IA-32/Intel64命令的puridekodo也有着先天的瓶頸，而操作數和地址長度的指令prefix“LCP(LengthChangingPrefixes)，使得puridekodo變得更慢，所以必須要改變長标注的算法。nCoreMA在puridekodo&decoding方面的不足，從根本上來看是IA-32/Intel64指令集架構本身的問題。IA-32/Intel64架構為了增強長命令而增設的緩存，使命令fetch拜年的更長，并且更加複雜的命令格式也由此産生。RISC(ReducedInstructionSetComputer)的命令格式也決定了其長度，decoding雖然容易，但x86系CPU也就要以犧牲資源為代價，同時也帶來了電力的額外消耗。實際上最新的Nehalem也有着類似CoreMA的不足，從某種程度上來看也延續了其不足，如果明确了這一問題的話，那麼Nehalem就必須要改進，其中16bytesfetch和puridekodo等方面的改進就勢在必行了。而改進所需要的龐大晶體管增加，也會帶來功耗的增加。
Nehalem的fetch&decoding
Nehalem的設計其實存在着疑問，不過從VEX格式來分析的話其意圖就非常明确了。Intel在完善了CPU的puridekodo&decoding硬件設計的同時，必須要改進指令格式本身。fetch的指令變短的同時，指令的标注卻更加複雜了，而解決的唯一辦法就是改進指令格式。在充分考慮硬件方面設計後，intel做出了VEX格式開始的決策。IDF上Valentine先生也對VEX格式進行了詳細的說明。他是CoreMA的frontend的fetch開發以及decoding的高級架構師，同時也是IA-32/Intel64指令編碼器的設計專家。n從整體來看AVX指令的話，可以看出intel公司都CPU開發的全部脈絡，Intel公司在對比beru的話，産生改進Drastic的指令集的微架構的想法就變得順理成章了，如果分析原因的話，那就是微架構本身的改進了。全新的CPU必然要有更好的性能表現，想要提高CPU的性能，那麼指令集是最行之有效的手段。AVX擴展指令包含了SSE指令，這也有助于AVX時代的過度。日前的SSEVEX格式也并不需要絕對的轉換過程。Intel公司的BennyEitan先生也提到，出于整體的考慮，Intel公司對于AVX普及的進行并不會太過迅速，并且也不會立刻停止SSE及MMX時代。SandyBridge也增強了解碼器的支持，和之前的IA-32/Intel64prefix相比，decoding也有了全新的VEX格式的支持。其中VEX指令對于decoding的命令數的支持上更加強勁，同時VEX在執行效率上也更加出色。不過這些和SandyBridge真正到來的時候可能還存在差異。
目前AMD新推出FMA指令也是AVX指令集中的一部分
Intel的FMA指令是3operands（操作數）的，被稱為FMA3，而AMD的FMA是4operands的，被稱為FMA4，AMD認為4operands更能提供效率。更加細化。
