Cpu

SIMD：一条指令同时处理多个数据 SIMD 全称 Single Instruction Multiple Data（单指令多数据），是 Flynn 分类法里的一种：一条指令同时对一组数据执行相同的操作，属于数据并行。与之相对的是普通的标量指令（SISD，Single Instruction Single Data），一条指令只处理一个数据。 CPU 指令集里的指令并不是都能批量操作数据的：只有一部分特定操作（加减乘除、位运算如异或/与/或、比较、移位等）才提供了"批量版本"，这部分指令就叫 SIMD 指令；分支跳转这类指令就没有对应的 SIMD 形式。批量操作的前提是数据要打包进宽寄存器——比如一个 256 位的 YMM 寄存器可以看作 8 个 32 位整数拼在一起，一条 SIMD 指令对这个寄存器操作时，是把 8 个"数据槽"同时各自执行同一个操作（8 次加法或 8 次异或同时完成），而不是把整个 256 位当成一个数来算。这一整批 SIMD 指令加上背后的宽寄存器，合在一起就构成了一个 SIMD 指令集扩展。 现代 CPU 都提供了专门的向量寄存器和向量指令集来支持 SIMD： 架构 指令集 寄存器宽度 x86 SSE / SSE2 128 位 x86 AVX / AVX2 256 位 x86 AVX-512 512 位 ARM NEON 128 位 ARM SVE 可变长（128~2048 位） 举个例子，如果要对两个长度为 4 的 float 数组逐元素相加，用标量指令需要 4 次加法；如果用 128 位的 SSE 寄存器（正好能装下 4 个 32 位 float），一条向量加法指令就能同时算完这 4 组加法，吞吐量提升了 4 倍。 ...