使用较新版本的SIMD版本是否可用？
当我可以使用SSE3或AVX时，可以使用SSE2或MMX等较旧的SSE版本 –
或者我还需要单独检查它们吗？
一般来说，这些都是附加的，但请记住，多年来英特尔和AMD对这些产品的支持存在差异。
如果你有AVX，那么你也可以假设SSE，SSE2，SSE3，SSSE3，SSE4.1和SSE 4.2。 请记住，要使用AVX，还需要validationOSXSAVE CPUID位是否设置为确保您使用的OS实际上也支持保存AVX寄存器。
您仍然应该明确检查您在代码中使用的所有CPUID支持的稳健性（例如同时检查AVX，OSXSAVE，SSE4，SSE3，SSSE3以保护您的AVX代码路径）。
#include inline bool IsAVXSupported() { #if defined(_M_IX86 ) || defined(_M_X64) int CPUInfo[4] = {-1}; __cpuid( CPUInfo, 0 ); if ( CPUInfo[0] < 1 ) return false; __cpuid(CPUInfo, 1 ); int ecx = 0x10000000 // AVX | 0x8000000 // OSXSAVE | 0x100000 // SSE 4.2 | 0x80000 // SSE 4.1 | 0x200 // SSSE3 | 0x1; // SSE3 if ( ( CPUInfo[2] & ecx ) != ecx ) return false; return true; #else return false; #endif } 所有能够支持x64本机的处理器都需要SSE和SSE2，因此它们是所有代码的良好基线假设。 即使对于x86架构，Windows 8.0，Windows 8.1和Windows 10也明确要求SSE和SSE2支持，因此这些指令集非常普遍。 换句话说，如果您检查SSE或SSE2失败，只需退出应用程序并发生致命错误。
#include inline bool IsSSESupported() { #if defined(_M_IX86 ) || defined(_M_X64) return ( IsProcessorFeaturePresent( PF_XMMI_INSTRUCTIONS_AVAILABLE ) != 0 && IsProcessorFeaturePresent( PF_XMMI64_INSTRUCTIONS_AVAILABLE ) != 0 ); #else return false; #endif }
-要么-
#include inline bool IsSSESupported() { #if defined(_M_IX86 ) || defined(_M_X64) int CPUInfo[4] = {-1}; __cpuid( CPUInfo, 0 ); if ( CPUInfo[0] < 1 ) return false; __cpuid(CPUInfo, 1 ); int edx = 0x4000000 // SSE2 | 0x2000000; // SSE if ( ( CPUInfo[3] & edx ) != edx ) return false; return true; #else return false; #endif }
另外，请记住MMX，x87 FPU和AMD 3DNow！ *是x64本机的所有已弃用的指令集，因此您不应再在新代码中主动使用它们。 一个好的经验法则是避免使用任何返回__m64或采用__m64数据类型的内在函数。
您可能需要查看此DirectXMath博客系列，其中包含许多这些指令集的注释以及相关的处理器支持要求。
注 （*） - 所有AMD 3DNow！ 除了PREFETCH和PREFETCHW之外，不推荐使用这些指令。 第一代Intel64处理器缺乏对这些指令的支持，但后来被添加，因为它们被认为是核心X64指令集的一部分。 Windows 8.1和Windows 10 x64特别需要PREFETCHW ，尽管测试有点奇怪。 Broadwell之前的大多数英特尔CPU实际上并不通过CPUID报告对PREFETCHW支持，但是它们将操作码视为无操作，而不是抛出“非法指令”exception。 因此，这里的测试是（a）它是由CPUID支持的，（b）如果没有， PREFETCHW至少不会抛出exception。
下面是Visual Studio的一些测试代码，它演示了PREFETCHW测试以及x86和x64平台的许多其他CPUID位。
#include #include #include #include void main() { unsigned int x = _mm_getcsr(); printf("%08X\n", x ); bool prefetchw = false; // See http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hskdteyh.aspx int CPUInfo[4] = {-1}; __cpuid( CPUInfo, 0 ); if ( CPUInfo[0] > 0 ) { __cpuid(CPUInfo, 1 ); // EAX { int stepping = (CPUInfo[0] & 0xf); int basemodel = (CPUInfo[0] >> 4) & 0xf; int basefamily = (CPUInfo[0] >> 8) & 0xf; int xmodel = (CPUInfo[0] >> 16) & 0xf; int xfamily = (CPUInfo[0] >> 20) & 0xff; int family = basefamily + xfamily; int model = (xmodel << 4) | basemodel; printf("Family %02X, Model %02X, Stepping %u\n", family, model, stepping ); } // ECX if ( CPUInfo[2] & 0x20000000 ) // bit 29 printf("F16C\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x10000000 ) // bit 28 printf("AVX\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x8000000 ) // bit 27 printf("OSXSAVE\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x400000 ) // bit 22 printf("MOVBE\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x100000 ) // bit 20 printf("SSE4.2\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x80000 ) // bit 19 printf("SSE4.1\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x2000 ) // bit 13 printf("CMPXCHANG16B\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x1000 ) // bit 12 printf("FMA3\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x200 ) // bit 9 printf("SSSE3\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x1 ) // bit 0 printf("SSE3\n"); // EDX if ( CPUInfo[3] & 0x4000000 ) // bit 26 printf("SSE2\n"); if ( CPUInfo[3] & 0x2000000 ) // bit 25 printf("SSE\n"); if ( CPUInfo[3] & 0x800000 ) // bit 23 printf("MMX\n"); } else printf("CPU doesn't support Feature Identifiers\n"); if ( CPUInfo[0] >= 7 ) { __cpuidex(CPUInfo, 7, 0); // EBX if ( CPUInfo[1] & 0x100 ) // bit 8 printf("BMI2\n"); if ( CPUInfo[1] & 0x20 ) // bit 5 printf("AVX2\n"); if ( CPUInfo[1] & 0x8 ) // bit 3 printf("BMI\n"); } else printf("CPU doesn't support Structured Extended Feature Flags\n"); // Extended features __cpuid( CPUInfo, 0x80000000 ); if ( CPUInfo[0] > 0x80000000 ) { __cpuid(CPUInfo, 0x80000001 ); // ECX if ( CPUInfo[2] & 0x10000 ) // bit 16 printf("FMA4\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x800 ) // bit 11 printf("XOP\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x100 ) // bit 8 { printf("PREFETCHW\n"); prefetchw = true; } if ( CPUInfo[2] & 0x80 ) // bit 7 printf("Misalign SSE\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x40 ) // bit 6 printf("SSE4A\n"); if ( CPUInfo[2] & 0x1 ) // bit 0 printf("LAHF/SAHF\n"); // EDX if ( CPUInfo[3] & 0x80000000 ) // bit 31 printf("3DNow!\n"); if ( CPUInfo[3] & 0x40000000 ) // bit 30 printf("3DNowExt!\n"); if ( CPUInfo[3] & 0x20000000 ) // bit 29 printf("x64\n"); if ( CPUInfo[3] & 0x100000 ) // bit 20 printf("NX\n"); } else printf("CPU doesn't support Extended Feature Identifiers\n"); if ( !prefetchw ) { bool illegal = false; __try { static const unsigned int s_data = 0xabcd0123; _m_prefetchw(&s_data); } __except (EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) { illegal = true; } if (illegal) { printf("PREFETCHW is an invalid instruction on this processor\n"); } } }
更新：当然，根本的挑战是如何处理缺乏AVX支持的系统？ 虽然指令集很有用，但拥有支持AVX的处理器的最大好处是能够使用/arch:AVX构建开关，该开关可以全局使用VEX前缀以获得更好的SSE / SSE2代码。 唯一的问题是生成的代码DLL / EXE与缺乏AVX支持的系统不兼容。
因此，对于Windows，理想情况下，您应该为非AVX系统构建一个EXE（假设SSE / SSE2仅使用/arch:SSE2而不是x86代码;此设置对x64代码是隐含的），一个针对x4代码优化的不同EXE AVX（使用/arch:AVX ），然后使用CPU检测来确定给定系统使用哪个EXE。
幸运的是，使用Xbox One，我们可以随时使用/arch::AVX构建，因为它是一个固定的平台......
作为一般规则 – 除非必须，否则不要混合使用不同代的SSE / AVX。 如果这样做，请确保使用vzeroupper或类似的状态清除指令，否则您可能会拖动部分值并在不知不觉中创建错误的依赖关系，因为大多数寄存器在模式之间共享即使清除，在模式之间切换也可能会导致处罚，具体取决于确切的微架构。
查看Chuck的答案，就你应该做什么提出好的建议。 如果您感到好奇，请查看此答案以获得所提问题的字面答案。
AVX支持绝对保证支持所有英特尔 SSE *指令集，因为它包含所有这些指令集的VEX编码版本。 正如Chuck指出的那样，您可以使用位掩码同时检查以前的代码，而不会使代码膨胀，但不要冒汗。
请注意，POPCNT，TZCNT和类似的东西不是SSE的任何东西。 POPCNT有自己的function位。 LZCNT也有自己的function位，因为AMD将它与BMI1分开引入。 不过，TZCNT只是BMI1的一部分。 由于一些BMI1指令使用VEX编码，即使是最新一代的Pentium / Celeron CPU（如Skylake Pentium）也没有BMI1。 :(我认为英特尔只是想省略AVX / AVX2，可能因此他们可以将具有错误的执行单元上层通道的CPU作为Pentiums出售，并且他们通过禁用解码器中的VEX支持来实现这一点。
到目前为止，所有发布的CPU都支持英特尔SSE支持。 SSE4.1意味着SSSE3，SSE3，SSE2和SSE。 SSE4.2意味着所有前述内容。 我不确定是否有任何官方x86文档排除了具有SSE4.1支持但不支持SSSE3的CPU的可能性。 （即遗漏PSHUFB，这可能是昂贵的实施。）但实际上这种可能性极小，因为这会违反许多人的假设。 正如我所说，它甚至可能被官方禁止，但我没有仔细检查。
AVX不包括AMD SSE4a或AMD XOP。 必须特别检查AMD扩展。 另请注意，最新的AMD CPU正在降低XOP支持。 （英特尔从来没有采用它，所以大多数人都没有编写代码来利用它，所以对于AMD来说，那些晶体管大多是浪费的。它确实有一些很好的东西，比如2源字节置换，允许一个字节LUT两次宽度为PSHUFB，没有AVX2的VPSHUFB ymm的通道限制。
SSE2是x86-64架构的基线 。 您不必在64位版本中检查SSE或SSE2支持。 我忘了MMX是否也是基线。 几乎可以确定。
SSE指令集包括一些在MMX寄存器上运行的指令。 （例如， PMAXSW mm1, mm2/m64是SSE的新产品PMAXSW mm1, mm2/m64版本是SSE2的一部分。）即使支持SSE的32位CPU也需要具有MMX寄存器。 拥有MMX寄存器但仅支持使用它们的SSE指令，而不是原始的MMX指令（例如movq mm0, [mem] ）会很疯狂。 但是，我还没有找到任何明确规定基于x86的Deathstation 9000与SSE但不是MMX CPUIDfunction位的可能性，但我没有涉及到英特尔的官方x86手册。 （有关链接，请参阅x86标记wiki）。
不管怎样，不要使用MMX，即使在XMM寄存器的低半部分中一次只有64位工作，它通常也会更慢。 最新的CPU（如Intel Skylake）的某些指令的MMX版本的吞吐量低于XMM版本。 在某些情况下，延迟甚至更差。 例如，根据Agner Fog的测试 ，在Skylake上， PACKSSWB mm0, mm1 ， PACKSSWB mm0, mm1为3 PACKSSWB mm0, mm1延迟为2c。 128b和256b XMM / YMM版本为1 uop，延迟为1c。