SSE4
# SSE4

SSE4, pour Streaming SIMD Extensions version 4, aussi connu sous le nom de Nehalem New Instructions (NNI), est un jeu d’instructions pour l’architecture x86. Il ajoute 54 instructions-machine supplémentaires au jeux précédents, SSE3 et SSSE3.

L’annonce de ce nouveau jeu d’instruction est faite le 27 septembre 2006 à l’Intel Developer Forum d’automne 2006. Ce jeu d’instructions a pour but d'améliorer les performances multimédia, les algorithmes de recherche et de détection, la protection des données (checksum de type CRC) et la vectorisation.

## Sous-ensembles SSE4

Le jeu d’instruction SSE4 est constitué de trois sous-ensembles. Deux sont particuliers aux processeurs Intel, et un aux processeurs AMD :

* Le sous-ensemble SSE4.1, introduit dans la microarchitecture Intel Penryn, qui comprend 47 instructions.
* Le sous-ensemble SSE4.2, introduit dans la microarchitecture Intel Nehalem, qui comprend 7 instructions.
* Le sous-ensemble SSE4a qui comprend 4 instructions. Disponible uniquement chez certains processeurs AMD

## Nouvelles instructions

À la différence des précédentes implémentations des jeux SSE, le jeu SSE4 présente des instructions n’étant pas spécifiquement dédiées aux applications multimédia.

Ce jeu voit la réapparition d’un opérande implicite pour certaines instructions (cet opérande étant le registre XMM0 en tant que troisième opérande) et la disparition de l’utilisation des opérandes 64 bits (registres MMX) au profit d’opérandes uniquement 128 bits, c’est-à-dire une utilisation exclusive des registres XMM.

Beaucoup de ces instructions profitent d’un atout majeur des architectures Penryn et Nehalem, à savoir le moteur de permutation à un seul cycle (single-cycle shuffle engine).

L’instruction CPUID permet de déterminer si le processeur supporte les instructions.

### SSE4.1

| Instruction | Description |
| - | - |
| MPSADBW | Calcule 8 sommes de différences absolues ( $|x_0-y_0|+|x_1-y_1|+|x_2-y_2|+|x_3-y_3|,$ $|x_0-y_1|+|x_1-y_2|+|x_2-y_3|+|x_3-y_4|,$ ...); Cette opération est extrêmement importante pour les codecs modernes HDTV et permet de calculer un bloc de différence de 8×8 en moins de 7 cycles. Un bit d’un opérande immédiat de 3 bits indique si $y_0$ .. $y_{11}$ ou $y_4$ .. $y_{15}$ doit être utilisé depuis l’opérande destination, les deux autres si $x_0..x_3,$ $x_4..x_7,$ $x_8..x_{11}$ ou $x_{12}..x_{15}$ doit être utilisé depuis l’opérande source. |
| PHMINPOSUW | Trouve le plus petit mot (16 bits) non signé de l’opérande source et place le résultat dans l’opérande destination (16 bits de poids faible). L’index du mot trouvé dans l’opérande source est placé dans le second mot de l’opérande destination aux bits 16 à 18. Les bits restants de l’opérande destination sont mis à zéro. |
| PMULDQ | Effectue deux multiplications signées de deux paires d’entiers (32 bits) et sauve le résultat (deux produits de 64 bits) dans l’opérande de destination. |
| PMULLD | Effectue une multiplication sur des nombres signés et packés : 4 entiers signés de 32 bits (opérande source) multipliés par 4 entiers signés de 32 bits (opérande destination). Le résultat est placé dans la destination. |
| DPPS, DPPD | Effectue un produit scalaire conditionnel entre deux opérandes de 128 bits. La condition est donnée par un troisième opérande de type immédiat. Le produit est en simple précision pour DPPS et en double pour DPPD. |
| BLENDPS, BLENDPD, BLENDVPS, BLENDVPD, PBLENDVB, PBLENDW | Effectue une copie conditionnelle d’un registre XMM vers un autre. La copie est basée soit sur un masque binaire donné par un opérande immédiat (mnémoniques sans le 'v' dans le nom) soit sur un masque binaire donné par le registre XMM0 (mnémoniques avec 'v'). |
| PMINSB, PMAXSB, PMINUW, PMAXUW, PMINUD, PMAXUD, PMINSD, PMAXSD | Trouve le minimum ou maximum pour différents types d’opérandes entiers et packés. |
| ROUNDPS, ROUNDSS, ROUNDPD, ROUNDSD | Arrondit les valeurs d’un registre à virgule flottante en entiers en utilisant un des quatre modes d’arrondi spécifié par un opérande immédiat. |
| INSERTPS, PINSRB, PINSRD/PINSRQ, EXTRACTPS, PEXTRB, PEXTRW, PEXTRD/PEXTRQ | Extraction et insertion. L’extraction consiste à prendre une partie d’un registre XMM pour la mettre en mémoire, tandis que l’insertion consiste à prendre un contenu mémoire et l’insérer dans un registre XMM. |
| PMOVSXBW, PMOVZXBW, PMOVSXBD, PMOVZXBD, PMOVSXBQ, PMOVZXBQ, PMOVSXWD, PMOVZXWD, PMOVSXWQ, PMOVZXWQ, PMOVSXDQ, PMOVZXDQ | Extension de signe ou extension à zéro pour des nombres packés vers un type plus grand (correspond peu ou prou à MOVSX ou MOVZX sur l’unité générale). |
| PTEST | Même chose que l’instruction générale TEST, c’est-à-dire qu’elle change les drapeaux ZF et CF de RFLAGS en opérant une conjonction logique (AND) entre les opérandes. L’instruction arme le drapeau ZF si au moins un des bits est armé (résultat du AND), et le drapeau CF si tous les bits correspondent. |
| PCMPEQQ | Compare des quadruples mots (QWORDs - 64 bits) en les testant pour une égalité. |
| PACKUSDW | Convertit des doubles mots (DWORDs - 32 bits) signés en mots (WORDs - 16 bits) non signés avec saturation. |
| MOVNTDQA | Déplace un double quadruple mot (DQWORD - 128 bits) de la mémoire vers un registre XMM en utilisant un non temporal hint. L’opération n’est effectuée que si la mémoire est de type WC (Write Combining). Cette instruction est par exemple utile pour retrouver un résultat depuis des périphériques attachés au bus mémoire. |
