x86指令集发展历程

从 1976 年第 1 代 x86 processor 算起，x86 指令发展经过了 35 年，这里回顾一下 x86 指令集的历程以及 AMD 与 Intel 的指令斗争史：

• 8086 指令：伴随着第 1 代的 x86 processor 推出第 1 代的 x86 指令集，之后发展的处理器都兼容于第 1 代的指令。
• MMX 指令：Intel 在 1996 年推出的第 1 代 SIMD（Single Instruction Multiple Data）指令集，使用在 p5 microarchitecture（微架构）上的 Pentium 处理器。随后 AMD 在 1997 年的 K6 处理器上加入了 MMX 指令的支持。
• 3DNow！指令：1998 年 AMD 首发推出了 21 条自己的 SIMD 指令集，3DNow! 的性能要优于 MMX 指令，使用在 AMD K6-2 处理器上。随后 AMD 在 1999 年 6 月发布的 Athlon 处理器上使用了增强版的 3DNow! 指令（3DNow!+）。
• SSE 指令：1999 年 Intel 推出了第 1 代的 SSE（Streaming SIMD Extensions）指令以回击 AMD 的 3DNow! 指令，使用在 Pentium III 处理器上。随后 AMD 在 2001 年 10 月 发布 的 Athlon XP 处理器上首次加入了 SSE 指令集。
• SSE2 指令：Intel 在 2001 年推出第 2 个版本的 SSE 指令，使用在 Pentium 4 处理器上，AMD 在 2003 年推出的 Athlon 64 和 Opteron 处理器上加入对 SSE2 指令的支持。
• x86-64 指令：2003 年 AMD 推出了第 8 代名为 K8 的 microarchitecture，实现了 x86-64 架构，支持 64位 的扩展技术。从Athlon 64 处理器开始使用 x86-64 扩展技术，AMD 将自己的 x86-64 架构实现称为 AMD64 架构。Intel 最终在 2004 年发布的 Prescott 微架构的 Pentium 4 处理器上实现 x86-64 扩展技术，最初被称为 IA-32e 或者 EM64T 技术，最终被统一为 Intel64 架构，Intel64 是 x86-64 体系的 Intel 实现，完全兼容于 AMD64 架构。这是 Intel 唯一的一次追随 AMD
• SSE3 指令：Intel 在 2004 年推出了第 3 版 SSE 指令，使用在 Prescott 微架构的 Pentium 4 处理器上，在 2005 年 AMD 在对 Athlon 64 处理器上加入了 SSE3 的支持。
• SSSE3 指令：SSSE3 指令是对 SSE3 指令的补充，新增了 16 条指令，在最后的一版 Prescott 微架构代号为 Tejas 的 Pentium 4 处理器上首次加入 SSSE3 指令，以及 2006 年的 Core 微架构的处理器上开始加入 SSSE3 指令。在 AMD 阵营中，目前已经发布的 Bobcat 微架构的 APU 处理器上加入了对 SSSE3 的支持，以及在即将发布的 Bulldozer 微架构的处理器上支持。
• SSE4.1 指令：Intel 在 2007 年 11 月发布的 Penryn 微架构的处理器上加入了 SSE4.1 指令，SSE4.1 指令共 47 条。在AMD阵营中，目前发布的处理器不支持 SSE4.1 指令，即将发布的 Bulldozer 微架构的处理器将支持 SSE4.1 指令。
• SSE4a 指令：AMD 在 2007 年在 K10 微架构的处理器加入了 SSE4A 指令集，SSE4A 只有 4 条。在 K10 微架构处理器上还加入 POPCNT 与 LZCNT 指令
• SSE4.2 指令：Intel 在 2008 年 11 月发布的 Nehalem 微架构的 Core i7 处理器上加入 SSE4.2 指令共 7 条。在 AMD 阵营中，目前发布的处理器不支持 SSE4.2 指令，即将发布的 Bulldozer 微架构的处理器将支持 SSE4.2 指令
• SSE5 指令：SSE5 是一个纸面上的指令集，并没有最终实现，AMD 在 2007 年 8 月公布 SSE5 指令集规范，在 2009 年 5 月 AMD 推出了 XOP，FMA4 以及 CVT16 来取代 SSE5 指令。
• AVX 指令：2008 年 3 月 Intel 发布了 AVX（Advanced Vector Extensions）指令集，首次在 Sandy Bridge 微架构的 Core i7/i5/i3 处理器上使用。AMD 将在 Bulldozer 微架构的处理器上加入 AVX 指令的支持。
• AES 指令：2008 年 3 月 Intel 发布了 AES（Advanced Encryption Standard）指令，使用在 Westmere 微架构的 Core i7/i5 处理器上。AMD 将在 Bulldozer 微架构的处理器上使用。
• FMA 指令：FMA 指令是 AVX 指令集中的一部分，Intel 将在 2013 年的 Haswell 微架构处理器上使用。
• XOP，FMA4 以及 CVT16 指令：AMD 在 2009 年 5 月发布了 XOP，FMA4 以及 CVT16 指令，这些指令集取代了 SSE5 指令，在原有的 SSE5 指令基础上，使用了兼容 AVX 指令的设计方案重新进行了设计，因此，XOP，FMA4 以及 CVT16 在指令的编码方面是兼容于 AVX 的方案。这使得 AVX/FAM4/CVT16 指令与 AVX 指令同时存在，而不会产生冲突，这些指令将在 Bulldozer 微架构的处理器上使用，Intel 暂时没宣告支持。