تذفق اس آي ام دي المعززة (اس اس اي)

في مجال الحوسبة، يعد تذفق اس آي ام دي المعززة (اس اس أي) (بالإنجليزية: Streaming SIMD Extensions (SSE)) مجموعة تعليمات نوع تعليمة واحدة وبيانات متعددة (اس آي ام دي) كإمتداد إلى بنية إكس 86, تم تصميمها بواسطة إنتل وتم عرضها في سنة 1999 مع سلسلة معالجاتها نوع بنتيوم 3, وذلك بعد فترة وجيزة من ظهور تقنية 3DNow! من إي إم دي. تحتوي اس اس أي على 70 تعليمة جديدة (65 استذكار [1] باستخدام 70 ترميزًا), يعمل معظمها على بيانات النقطة العائمة ذات الدقة الواحدة. يمكن أن تؤدي تعليمات اس آي ام دي إلى زيادة الأداء بشكل كبير عند إجراء نفس العمليات بالضبط على كائنات ببيانات متعددة. التطبيقات النموذجية هي معالجة الإشارات الرقمية ومعالجة والرسومات.

كانت أول محاولة في مجال الـ اس آي ام دي في أي إيه-32 من قبل شركة انتل هو مجموعة تعليمات إم إم إكس. واجهت إم إم إكس مشكلتين رئيسيتين: انها تُعيد استخدام سجلات الفاصلة العائمة x87 الحالية جاعلة وحدات المعالجة المركزية غير قادرة على العمل على بيانات الفاصلة العائمة وبيانات اس آي ام دي في نفس الوقت، وعملت فقط على الأعداد الصحيحة. تعمل تعليمات النقطة العائمة اس اس أي على مجموعة تسجيل مستقلة جديدة, وسجلات إكس ام ام, وتضيف بعض الإرشادات الصحيحة التي تعمل على سجلات إم إم إكس.

السجلات

[عدل]

أضاف اس اس أي في الأصل ثمانية سجلات 128 بت جديدة تُعرف باسم XMM0 إلى XMM7 . في حين أضافت ملحقات ايه ام دي 86-64 من AMD (التي كانت تسمى في الأصل x86-64) ثمانية سجلات أخرى من XMM8 إلى XMM15 , ويتم تكرار هذا الاضافات في بنية انتل 64 . يوجد أيضًا سجل تحكم / حالة 32 بت جديد، MXCSR . التسجيلات من XMM8 إلى XMM15 يمكن الوصول إليها فقط في وضع التشغيل 64 بت.

وصلة=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5a/XMM registers.svg/220px-XMM registers.svg.png
وصلة=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5a/XMM registers.svg/220px-XMM registers.svg.png

استخدم SSE نوع بيانات واحدًا فقط لمسجلات إكس ام ام:

  • أربعة أرقام فاصلة عائمة أحادية الدقة 32 بت

ستقوم SSE2 لاحقًا بتوسيع استخدام سجلات XMM لتشمل:

  • رقمين 64 بت للفاصلة العائمة مزدوجة الدقة أو
  • عددين صحيحين 64 بت أو,
  • أربعة أعداد صحيحة 32 بت أو,
  • ثمانية أعداد صحيحة قصيرة 16 بت أو,
  • ستة عشر بايت أو حرفًا بحجم 8 بت.

نظرًا لأن سجلات 128 بت هذه عبارة عن اوضاع جهاز إضافية يجب أن يحتفظ بها نظام التشغيل عبر مفاتيح تبديل المهام، يتم تعطيلها افتراضيًا حتى يقوم نظام التشغيل بتمكينها بشكل صريح. هذا يعني أن نظام التشغيل يجب أن يعرف كيفية استخدام تعليمات FXSAVE و FXRSTOR, وهي عبارة عن زوج ممتد من التعليمات يمكنه حفظ جميع حالات تسجيل إكس 86 و SSE في وقت واحد. تمت إضافة هذا الدعم بسرعة إلى جميع أنظمة التشغيل IA-32 الرئيسية.

أول وحدة معالجة مركزية تدعم SSE هو معالج بنتيوم 3, يتشارك موارد التنفيذ بين SSE ووحدة النقطة العائمة (FPU).[2] بينما يمكن للتطبيق المترجم تشذير تعليمات FPU و SSE جنبًا إلى جنب, فإن بنتيوم 3 لن يصدر تعليمات FPU أو SSE في دورة الساعة نفسها. يقلل هذا القيد من فعالية خطوط الأنابيب, لكن سجلات XMM المنفصلة تسمح بخلط عمليات SIMD والنقطة العائمة العددية دون اضعاف الأداء من تبديل وضع MMX / والنقطة العائمة الصريح.

تعليمات SSE

[عدل]

قدمت SSE تعليمات الفاصلة العائمة العددية والمعبأة.

تعليمات النقطة العائمة

[عدل]
  • ذاكرة للتسجيل / التسجيل في الذاكرة / التسجيل للتسجيل حركة البيانات
    • عددي - MOVSS
    • معبأة - MOVAPS, MOVUPS, MOVLPS, MOVHPS, MOVLHPS, MOVHLPS, MOVMSKPS
  • حسابي
    • عددي - ADDSS, SUBSS, MULSS, DIVSS, RCPSS, SQRTSS, MAXSS, MINSS, RSQRTSS
    • معبأة - ADDPS, SUBPS, MULPS, DIVPS, RCPPS, SQRTPS, MAXPS, MINPS, RSQRTPS
  • قارن
    • عددي - CMPSS, COMISS, UCOMISS
    • معبأة - CMPPS
  • خلط البيانات وتفريغها
    • معبأة - SHUFPS, UNPCKHPS, UNPCKLPS
  • تحويل نوع البيانات
    • عددي - CVTSI2SS, CVTSS2SI, CVTTSS2SI
    • معبأة - CVTPI2PS, CVTPS2PI, CVTTPS2PI
  • العمليات المنطقية على مستوى البت
    • معبأة - ANDPS, ORPS, XORPS, ANDNPS

تعليمات العدد الصحيح

[عدل]
  • حسابي
    • PMULHUW, PSADBW, PAVGB, PAVGW, PMAXUB, PMINUB, PMAXSW, PMINSW
  • حركة البيانات
    • PEXTRW, PINSRW
  • أخرى
    • PMOVMSKB, PSHUFW

تعليمات أخرى

[عدل]
  • إدارة MXCSR
    • LDMXCSR, STMXCSR
  • ذاكرة التخزين المؤقت وإدارة الذاكرة
    • MOVNTQ, MOVNTPS, MASKMOVQ, PREFETCH0, PREFETCH1, PREFETCH2, PREFETCHNTA, SFENCE

التعريف

[عدل]

يمكن استخدام البرامج التالية لتحديد إصدارات SSE المدعومة على النظام، إن وجدت

  • أداة تعريف معالج انتل [3]
  • سي بي يو زيد - أداة تعريف وحدة المعالجة المركزية واللوحة الأم والذاكرة.
  • lscpu - يتم توفيرها بواسطة حزمة util-linux في معظم توزيعات لينكس.

المراجع

[عدل]
  1. ^ "Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual Volume 1: Basic Architecture". Intel. أبريل 2022. ص. 5-16 – 5-19. مؤرشف من الأصل في 2022-04-25. اطلع عليه بتاريخ 2022-05-16.
  2. ^ Diefendorff, Keith (8 مارس 1999). "Pentium III = Pentium II + SSE: Internet SSE Architecture Boosts Multimedia Performance" (PDF). Microprocessor Report. ج. 13 ع. 3. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2018-04-17. اطلع عليه بتاريخ 2017-09-01.
  3. ^ "Download the Intel® Processor Identification Utility". Intel. 24 يوليو 2017. مؤرشف من الأصل في 2017-08-25. اطلع عليه بتاريخ 2017-08-24.

روابط خارجية

[عدل]

قالب:Multimedia extensions