英特尔和AMD如何加速3D - 3DNow! vs. SSE

目录

1. 3DNow!与SSE的介绍

   • 1.1 MMX技术
   • 1.2 Intel的SSE
   • 1.3 AMD的3DNow!

2. SSE与3DNow!的比较

   • 2.1 SSE的特点和优势
   • 2.2 3DNow!的特点和优势
   • 2.3 SSE与3DNow!的兼容性

3. SSE和3DNow!的应用领域

   • 3.1 图形处理和多媒体应用
   • 3.2 游戏开发
   • 3.3 专业应用领域

4. SSE和3DNow!的发展历程

   • 4.1 SSE2和Athlon处理器
   • 4.2 3DNow!的逐渐退役
   • 4.3 后续新指令集的发展

5. 总结

3DNow!与SSE：两个图形和多媒体指令集的对比

随着计算机技术的发展，图形和多媒体应用对处理器性能的要求越来越高。为了满足这些需求，英特尔和AMD分别推出了自己的图形和多媒体指令集，即流媒体SIMD扩展（SSE）和3DNow!。

1. 3DNow!与SSE的介绍

1.1 MMX技术

在介绍3DNow!和SSE之前，我们先来看一下MMX技术。MMX（多媒体扩展）是英特尔在1996年推出的一套增强型指令集，旨在提高处理器在多媒体应用中的性能。MMX指令集可以同时处理多个数据点，提高了图像和音频处理的速度。

1.2 Intel的SSE

在MMX之后，英特尔于1999年推出了Pentium III处理器，其中包括了一项更新的指令集，称为流媒体SIMD扩展（SSE）。SSE指令集由70条新指令组成，用于图形和音频处理。它不仅扩展了MMX技术的功能，还引入了浮点计算和缓存控制指令，提高了处理器的性能。

1.3 AMD的3DNow!

与此同时，AMD推出了自己的图形和多媒体指令集，称为3DNow!。3DNow!在1998年的K6-2处理器中首次推出，它包含了21条指令，同样利用SIMD技术对数据进行处理。3DNow!与SSE类似，支持单精度浮点操作，每个周期最多可以执行四个浮点操作。

2. SSE与3DNow!的比较

2.1 SSE的特点和优势

SSE指令集在图形和音频处理方面具有很多优势。它支持每个周期执行四个浮点操作，提供了更高的浮点计算性能。此外，SSE引入了数据预取和缓存控制指令，进一步优化了处理器的性能。SSE还与许多图形加速器和操作系统兼容，广泛应用于游戏开发和专业领域。

2.2 3DNow!的特点和优势

与SSE相比，3DNow!在特点和优势方面有所不同。3DNow!使用简单的指令集，不像SSE那么复杂。它可以执行一些与图形相关的计算，并且在某些应用中具有一定的优化效果。此外，3DNow!还与部分游戏和程序兼容，为一些消费者提供了经济实惠的选择。

2.3 SSE与3DNow!的兼容性

需要注意的是，由于SSE和3DNow!具有不同的指令集，它们之间并不完全兼容。使用支持SSE的软件无法直接兼容3DNow!指令集，反之亦然。这就要求开发人员在选择指令集时需要考虑软件的兼容性和性能需求。

3. SSE和3DNow!的应用领域

3.1 图形处理和多媒体应用

SSE和3DNow!都被广泛应用于图形处理和多媒体应用领域。它们可以加速图像处理、视频编码解码、音频处理等任务，提升应用程序的性能和用户体验。SSE和3DNow!在这个领域的竞争主要取决于软件开发人员的选择和硬件厂商的支持。

3.2 游戏开发

对于游戏开发来说，SSE和3DNow!都是重要的指令集。它们可以加速游戏物理模拟、几何变换、渲染等计算密集型任务，提升游戏的画面效果和性能。不同的游戏开发商和引擎可能会选择使用不同的指令集，以适应不同的硬件配置和性能需求。

3.3 专业应用领域

在专业应用领域，SSE更常被使用，因为它的性能和兼容性更好。许多专业软件，如图像处理软件和视频编辑软件，都会优先支持SSE指令集。然而，对于一些预算有限的消费者来说，选择支持3DNow!的处理器和软件可能是更经济实惠的选择。

4. SSE和3DNow!的发展历程

4.1 SSE2和Athlon处理器

随着时间的推移，SSE指令集不断发展。在2000年，英特尔推出了SSE的改进版本SSE2，并与Pentium 4处理器一同发布。而AMD则在1999年的Athlon处理器中推出了增强版的3DNow!，包括数字信号处理和一些来自SSE的MMX指令。这些改进进一步提高了处理器的性能和功能。

4.2 3DNow!的逐渐退役

尽管3DNow!在一些游戏和程序中得到了支持，但AMD在2010年宣布将逐步淘汰3DNow!指令集。随着后续处理器的发布，只有PREFETCH和PREFETCHW两条指令被保留下来，其他仍使用3DNow!的代码都变得无用了。相比之下，SSE指令集的发展并没有受到太大影响。

4.3 后续新指令集的发展

在接下来的几年里，AMD和英特尔相继推出了新的指令集，包括SSE4等。这些指令集进一步提高了处理器的性能和功能，满足了日益增长的计算需求。然而，这已超出了本文的范围。

5. 总结

SSE和3DNow!是英特尔和AMD推出的两个重要的图形和多媒体指令集。它们都在提升处理器性能和应用程序效果方面起到了重要作用。尽管SSE在专业领域和软件兼容性方面具有优势，但3DNow!在经济实惠和个别应用兼容性方面也有一定的优势。随着时间的推移，后续的指令集不断发展，满足了不断增长的计算需求。

资源：

• https://www.intel.com/content/www/us/en/develop/articles/introduction-to-sse-programming.html
• https://www.amd.com/zh-hans/tech/3dnow
• https://en.wikipedia.org/wiki/SSE2
• https://en.wikipedia.org/wiki/3DNow!