cpu-architecture - 现代 CPU 有压缩指令吗

Question

我一直对此感到好奇有一段时间了，因为几乎所有东西都使用压缩。

典型的现代 CPU 芯片上的硅片中是否有任何基本的压缩支持指令？

如果没有，为什么不包括在内？

为什么这与加密不同，在加密中某些 CPU 具有对 AES 等算法的硬件支持？

Answer 1

他们没有 通用压缩指示。

AES 在非常小的数据块上运行，它接受两个 128 位输入，对它们进行一些非平凡的计算，产生单个 128 位输出。用于加速计算的专用指令有很大帮助。

在现代硬件上，无损压缩速度通常受到 RAM 延迟的限制。专用指令不能提高速度，更大更快的缓存可以，但现代 CPU 已经拥有非常复杂的多级缓存。它们已经可以很好地进行压缩了。

如果你需要压缩很多千兆位/秒，有 several standalone accelerators ，但这些不是处理器的一部分，通常是连接到 PCIx 的独立芯片。而且它们是非常小众的产品，因为大多数用户不需要那么快地压缩那么多数据。

然而，现代 CPU 有很多有损的东西 多媒体压缩 .
它们中的大多数都有多个向量指令集扩展(mmx、sse、avx)，其中一些指令对例如有很大帮助视频压缩用例。例如，_mm_sad_pu8 (上证所), _mm_sad_epu8 (SSE2), _mm256_sad_epu8 (AVX2) 对于估计 8x8 8 位像素块的压缩误差非常有帮助。 AVX2 版本在短短几个周期内处理了 4 行块(Haswell 上 5 个周期，Skylake 上 1 个，Ryzen 上 2 个)。

最后，许多 CPU 都集成了 GPU，其中包括用于硬件视频编码和解码的专用芯片，通常为 h.264，较新的也为 h.265。这是 Intel GPUs 的表格, AMD 有单独的名称 encoding和 decoding部分。该芯片比内核中的 SIMD 指令更节能。