Технология MMX
Технология MMX(tm): более высокая производительность при выполнении
мультимедийных и коммуникационных приложений Технология MMX является
существенным улучшением архитектуры микропроцессоров Intel; она разработана
для ускорения выполнения мультимедийных и коммуникационных программ.
Объемы данных и сложность их обработки современными персональными
компьютерами возрастают экспоненциально, что требует от микропроцессоров
существенного увеличении производительности. Современные коммуникационные,
игровые и развлекательно-обучающие программы используют видео, трехмерное
видео, мультипликацию, звук и виртуальную реальность, и все это требует
увеличения производительности. Для MMX разработаны новые типы данных и
команды, использование которых позволяет достичь нового уровня
производительности.
Технология MMX представляет собой наиболее существенное улучшение
архитектуры процессоров Intel с момента появления 32-х разрядного
Intel386(tm). Система команд пополнилась 57 новыми инструкциями,
которые ускоряют вычисления, обычные для аудио, двух- и трехмерной графики,
синтеза речи и ее распознавания, а также в коммуникационных алгоритмах.
Процессоры архитектуры MMX(tm) обладают вычислительными мощностями,
позволяющими выполнять мультимедиа и коммуникационные задачи, сохраняя
этом запас производительности для выполнения других задач и приложений.
Это дает возможность разработчикам программ для ПК создавать приложения,
обладающие новыми интересными функциями.
Ускоренное внедрение технологии MMX в процессоры
Количество систем, в которых будет применяться технологи MMX в 1997 году,
будет быстро возрастать по мере того, как начнется выпуск процессоров
Pentium(r) архитектуры MMX, а затем - следующие поколения процессоров
корпорации Intel. Разработчикам программ следует ожидать быстрого
увеличения количества ПК, на которых могут выполняться приложения,
опирающиеся на архитектуру MMX.
Технология MMX поддерживается производителями
Технология MMX получила широкую поддержку со стороны производителей
операционных систем, поставщиков ПК, независимых поставщиков ПО, аппаратуры,
инструментальных средств и библиотек. Так, Microsoft объявила о планах
поддержки технологии MMX в Direct3D* API, в API реального времени,
в интерактивной трехмерной графике, в следующем поколении видеотехнологий
и в компиляторе Visual C++. Компании Macromedia, Criterion, IBM, NuMega и
Powersoft, а также ряд других ведущих поставщиков инструментальных средств
объявили о поддержке этой технологии. Все основные производители ПК:
Compaq, IBM, HP, Dell, NEC, Toshiba, Packard Bell, Gateway и Digital, -
объявили о планах выпуска систем с использованием микропроцессоров
архитектуры MMX.
Как работает технология MMX
Технология MMX была создана в результате совместных усилий разработчиков
архитектуры процессоров Intel и программистов. Были проведены исследования
широкого круга программ: обработки изображений, MPEG видео, синтеза музыки,
сжатия речи и ее распознавания, игровых, видеоконференционных и многих
других. В них выделялись подпрограммы, в которых выполняются основные
вычисления.
Затем, с помощью современных программных средств, они были тщательно
проанализированы. В результате этого анализа было выявлено то общее,
что необходимо для эффективного выполнения различных категорий
программ. Их основные характеристики:
данные целого типа небольшой разрядности (например: 8-разрядные
графические пиксели, 16-разрядная оцифровка звука)
короткие циклы с высокими коэффициентами повторяемости
большое количество операций умножения и суммировани
алгоритмы, требующие интенсивных вычислений
операции с высоким уровнем параллелизма
Технология MMX была разработана как набор базовых целочисленных
команд, которые удобно использовать в различных мультимедийных и
коммуникационных приложениях. Основные черты этой технологии: архитектура
- одна инструкция над многими данными (SIMD) 57 новых инструкций
восемь 64-разрядных регистров MMX четыре новых типа данных
Основой MMX является архитектура "одна инструкция над многими
данными" (SIMD). Она состоит в том, что много единиц информации
обрабатывается одной командой одновременно, значительно увеличивая
производительность. Технологию MMX легко применять
Технология MMX включена в архитектуру процессоров Intel таким образом,
что сохранена полная совместимость с существующими операционными системами:
MS DOS*, Windows* 3.1, Windows 95, OS/2* и совмещении. Это достигается за
счет совмещении регистров целочисленной арифметики общего назначения и
регистра состояния с регистрами плавающей арифметики и состоянии
соответственно. Следовательно, не введено новых регистров для реализации
технологии MMX. Это значит, что операционная система для сохранения и
восстановления регистров при выполнении программ MMX использует стандартные
механизмы, предусмотренные для плавающей арифметики. Все программы,
написанные ранее дл процессоров с архитектурой Intel, будут выполняться
на компьютерах с технологией MMX.
Основное время при выполнении мультимедийных приложений занимают короткие
циклы с высокими коэффициентами повторяемости, составляющие небольшую часть
от общего объема всех команд. Переписывание этих небольших
последовательностей кодов с использованием набора команд MMX позволит
значительно улучшить характеристики приложений. Таким образом, технология
MMX позволяет разработчикам программного обеспечения за сравнительно
короткий промежуток времени существенно улучшить характеристики
мультимедийных и коммуникационных приложений.