C++笔记之SIMD与SSE指令集

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文章目录

C++笔记之SIMD与SSE指令集
- [1. SIMD 与 SSE](#1. SIMD 与 SSE)
- - [1.1 作用](#1.1 作用)
  - [1.2 关系](#1.2 关系)
- [2. SSE 使用demo（C语言，使用Intrinsics）](#2. SSE 使用demo（C语言，使用Intrinsics）)
- - [2.1 关键点](#2.1 关键点)

1. SIMD 与 SSE

SIMD：Single Instruction Multiple Data（单指令多数据流）

SSE：Streaming SIMD Extensions（流式SIMD扩展）

1.1 作用

SIMD：一种并行计算技术概念，用一条指令同时处理多个数据，提升计算效率
SSE：Intel推出的一套具体指令集，是SIMD概念的一种硬件实现，主要用于加速浮点运算（图形、音视频处理等）

1.2 关系

SIMD是概念/技术范畴，SSE是其具体实现之一

SIMD ⊃ SSE（包含关系）
其他SIMD实现还包括：MMX、AVX、AVX2、AVX-512（x86平台，均为SSE的前身或后续演进）、NEON（ARM平台）等
可理解为：SIMD是"电动车"，SSE是"特斯拉Model 3"------一个是类别，一个是具体产品

2. SSE 使用demo（C语言，使用Intrinsics）

c 复制代码

#include <xmmintrin.h>  // SSE头文件
#include <stdio.h>

int main() {
    // 两个数组，各4个float（128位 = 4×32位）
    float a[4] = {1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f};
    float b[4] = {10.0f, 20.0f, 30.0f, 40.0f};
    float result[4];

    // 加载数据到SSE寄存器（128位，一次装4个float）
    __m128 va = _mm_loadu_ps(a);
    __m128 vb = _mm_loadu_ps(b);

    // 一条指令完成4个float的加法！
    __m128 vresult = _mm_add_ps(va, vb);

    // 结果存回数组
    _mm_storeu_ps(result, vresult);

    // 输出结果
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%.1f + %.1f = %.1f\n", a[i], b[i], result[i]);
    }

    return 0;
}

输出：

复制代码

1.0 + 10.0 = 11.0
2.0 + 20.0 = 22.0
3.0 + 30.0 = 33.0
4.0 + 40.0 = 44.0

2.1 关键点

__m128：SSE的128位数据类型，可装4个float
_mm_loadu_ps：加载数据到寄存器
_mm_add_ps：一条指令同时完成4次加法（这就是SIMD的核心）
_mm_storeu_ps：取出结果

编译：gcc -msse demo.c -o demo（需开启SSE支持）