SSSE3

Supplemental Streaming SIMD Extension 3 (SSSE3) — это обозначение данное Intel’ом 4-му расширению системы команд. Предыдущее имело обозначение SSE3 и Intel добавил ещё один символ 'S' вместо того, чтобы увеличить номер расширения, возможно потому, что они посчитали SSSE3 простым дополнением к SSE3. Часто, до того как стало использоваться официальное обозначение SSSE3, эти новые команды назывались SSE4. Также их называли кодовыми именами Tejas New Instructions (TNI) и Merom New Instructions (MNI) по названию процессоров, где впервые Intel намеревалась поддержать эти новые команды. Появившись в Intel Core Microarchitecture, SSSE3 доступно в сериях процессоров Xeon 5100 (Server и Workstation версии), а также в процессорах Intel Core 2 (Notebook и Desktop версии) и Intel Atom.

Новыми в SSSE3, по сравнению с SSE3, являются 16 уникальных команд, работающих с упакованными целыми. Каждая из них может работать как с 64-х битными (MMX), так и с 128-ми битными (XMM) регистрами, поэтому Intel в своих материалах ссылается на 32 новые команды.

Новые инструкции

Работа со знаком

• PABSB, PABSW, PABSD — (Packed Absolute Value {Bytes/Words/DWords})
  • Input — { A0, A1… }
  • Output — { A0 * sign(A0), A1 * sign (A1)… }

Каждое поле результата есть абсолютная величина соответствующего поля из src1. Фактически это те же операции PSIGNB, PSIGNH, PSIGNW у которых оба аргумента один и тот же регистр.

• PSIGNB, PSIGNW, PSIGND — (Packed Sign {Bytes/Words/DWords})
  • Input — { A0, A1… }, { B0, B1… }
  • Output — { A0 * sign(B0), A1 * sign (B1)… }

Каждое поле результата есть произведение поля из src1 на {-1,0,1} в зависимости от знака соответствующего поля в src2 (умножение на 0 когда поле в src2 равно нулю).

Сдвиги

• PALIGNR — (Packed Align Right)
  • Input — { A0, A1 }, { B0, B1 }, imm8
  • Output — { B1_B0_A1_A0 >> (imm8 * 8) }

Два регистра операнда рассматривается как одно беззнаковое промежуточное значение удвоенной размерности из которого извлекается 64-х/128-х битное значение начиная с байта указанного в непосредственном аргументе-константе команды.

Перемешивание байт

• PSHUFB — (Packed Shuffle Bytes)
  • Input — { A₀, A₁, A₂,.. A₇/A₁₅ }, { B₀, B₁, B₂,.. B₇/B₁₅ }
  • Output — { [A_B0 A_B1 A_B2 …] }

Перестановка байт, каждый байт результата есть некоторый байт из первого аргумента определяемый по соответствующему байту из второго аргумента (если байт отрицательный, то в байт результат прописывается ноль, иначе используются младшие 3 или 4 бита как номер байта в первом аргументе).

Умножения

• PMULHRSW — (Packed Multiply High with Round and Scale)
  • Input — { A0, A1… }, { B0, B1… }
  • Output — { A0 * B0, A1 * B1… }

Аргументы A и B рассматриваются как вектора 16-ти битных знаковых чисел с фиксированной запятой представленных в диапазоне [-1,+1) (то есть 0x4000 это 0.5, а 0xa000 это −0.75 и т. д.), которые перемножаются с друг-другом с корректным округлением.

• PMADDUBSW — (Multiply and Add Packed Signed and Unsigned Bytes)
  • Input — { A0, A1, A2, A3,.. }, { B0, B1, B2, B3,.. }
  • Output — { (A0*B0+A1*B1), (A2*B2+A3*B3), … }

Производится побайтное перемножение векторов A и B, промежуточные 16-ти битные результаты попарно складываются между собой с насыщением и выдаются как результат.

Горизонтальные сложения/вычитания целых

• PHSUBW, PHSUBD — (Packed Horizontal Subtract (16-ти или 32-х битные поля))
  • Input — { A0, A1, A2, A3 }, { B0, B1, B2, B3 }
  • Output — { A0-A1 A2-A3 … B0-B1 B2-B3 …}

Горизонтальное вычитание целых 16/32 битных полей.

• PHSUBSW — (Packed Horizontal Subtract and Saturate Words (16-ти битные поля))
  • Input — { A0, A1, A2, A3 }, { B0, B1, B2, B3 }
  • Output — { A0-A1 A2-A3 B0-B1 B2-B3 }

Горизонтальное вычитание целых 16 битных полей с насыщением.

• PHADDW, PHADDD — (Packed Horizontal Add (16-ти или 32-х битные поля))
  • Input — { A0, A1, A2, A3 }, { B0, B1, B2, B3 }
  • Output — { A0+A1 A2+A3 … B0+B1 B2+B3 …}

Горизонтальное сложение целых 16/32 битных полей.

• PHADDSW — (Packed Horizontal Add and Saturate Words (16-ти битные поля))
  • Input — { A0, A1, A2, A3 }, { B0, B1, B2, B3 }
  • Output — { A0+A1 A2+A3 … B0+B1 B2+B3 …}

Горизонтальное сложение целых 16 битных полей с насыщением.

Процессоры поддерживающие SSSE3

• Intel:
  • Xeon 5100 Series
  • Intel Core 2
  • Intel Celeron (ядро Conroe-L)
  • Intel Atom

Литература

• Спецификация на Core 2 Mobile

• Доклад Intel признающий существование SSSE3 и описывающий SSE4

• Описание системы команд, где расписаны SSSE3 инструкции

• Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual Volume 2B