SIMD是Single-instruction multiple-data的縮寫。意思是通過(guò)一條指令就能夠?qū)θ舾晒P數(shù)據(jù)進(jìn)行處理運(yùn)算。這種指令對(duì)于整數(shù)型數(shù)組運(yùn)算，或者是圖象像素點(diǎn)運(yùn)算都極為有利。為了支持這種處理模式，Intel推出了一系列的技術(shù)和指令集，這其中包括：

MMX技術(shù)

SSE擴(kuò)展指令集

SSE2擴(kuò)展指令集

SSE3擴(kuò)展指令集

SSE3補(bǔ)充指令集

SSE4擴(kuò)展指令集

所有的技術(shù)或是指令集都提供了若干指令用來(lái)支持SIMD運(yùn)算。其運(yùn)算對(duì)象可以是整數(shù)型數(shù)據(jù)或者是浮點(diǎn)數(shù)據(jù)。

對(duì)于SIMD的整數(shù)數(shù)據(jù)運(yùn)算，可以使用64位MMX寄存器，或者是128位XMM寄存器。而對(duì)于SIMD的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)運(yùn)算，則只能是喲很難過(guò)128位的XMM寄存器。

在奔騰II時(shí)期，Intel就推出了MMX技術(shù)，該技術(shù)包括了MMX指令集以及MMX寄存器。MMX寄存器為64位寬度，可以一次性處理8個(gè)獨(dú)立字節(jié)的整數(shù)型運(yùn)算，或者是4個(gè)獨(dú)立16位的整數(shù)型運(yùn)算，或者兩個(gè)獨(dú)立的32位整數(shù)型運(yùn)算，或者一個(gè)64位整數(shù)型運(yùn)算。

當(dāng)?shù)搅吮简vIII時(shí)期，Intel又推出了SSE擴(kuò)展指令集。這些指令可以在XMM寄存器中處理單精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，或者在MMX寄存器中處理整數(shù)型數(shù)據(jù)。部分SSE指令提供了對(duì)狀態(tài)，緩存（Cache）和內(nèi)存訪問(wèn)順序等方面的控制。SSE指令集對(duì)于圖象處理方面進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)。例如3D建模，渲染和視頻解碼等方面。

Intel的奔騰4和至強(qiáng)（Xeon）系列處理器推出后，又增加了SSE2擴(kuò)展指令集。這些指令可以使用相同的XMM寄存器處理雙精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)和整數(shù)型數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)，原本只能處理64位整數(shù)型數(shù)據(jù)的能力得到了提升。除此之外，在對(duì)緩存以及內(nèi)存訪問(wèn)順序方面，SSE2也提供新的支持。

SSE3擴(kuò)展指令集伴隨著奔騰4處理器超線程(Hyper-Threading)技術(shù)一起發(fā)布。SSE3擴(kuò)展指令集增加了13個(gè)新指令用來(lái)提高SIMD相關(guān)運(yùn)算的性能。

SSSE3擴(kuò)展指令集增加了32個(gè)指令用來(lái)提升SIMD對(duì)于整數(shù)型數(shù)據(jù)運(yùn)算的性能，最早在Intel的Xeon 5100系列和Intel Core 2處理器上使用。

SSE4擴(kuò)展指令集又增加了54條指令。其中47條指令被稱為SSE4.1，剩下7條指令被稱為SSE4.2。

進(jìn)入到Intel 64架構(gòu)后，128位的XMM寄存器由原來(lái)的8個(gè)，增加到了16個(gè)。

再往后，Intel推出了AVX（Advacned Vector Extensions）技術(shù)。相比傳統(tǒng)的SIMD相關(guān)運(yùn)算，AVX提供了更為強(qiáng)大的架構(gòu)支持。主要特點(diǎn)如下：

提供了256位的YMM寄存器，用來(lái)擴(kuò)展原本的XMM寄存器。

相比128為XMM寄存器來(lái)說(shuō)，兩倍效能提升（如果執(zhí)行時(shí)間一致的話）

相比傳統(tǒng)SIMD指令，AVX指令能夠支持3操作數(shù)運(yùn)算，這對(duì)于編程來(lái)說(shuō)，提供更好的靈活性。如果只有兩個(gè)操作數(shù)，勢(shì)必有一個(gè)操作數(shù)中的內(nèi)容將會(huì)被運(yùn)算結(jié)果替換掉。