MMX技术先睹为快 曲成杰 1997-01-01 #3　　ＩＮＴＥＬ（英特尔）公司在１月９日正式发布了带ＭＭＸ的奔腾ＣＰＵ　Ｐ５５Ｃ．同日，联想、长城、方正同步发布ＭＭＸ微机．在这前后，ＭＭＸ一词在各计算机媒体上出现的频率越来越高，成了业界的最热门话题。那么，ＭＭＸ究竟是什么？为什么能吸引整个世界的目光？这里，我们特发表这篇文章，供读者先睹为快。 　　多媒体与其说是复杂的技术，倒不如说是海量数据。由于多媒体的这个特点，要求计算机的ＣＰＵ具有海量处理能力，这一方面可以从提高速度入手，另一方面就是采用新技术。于是，擅长处理具有计算密集型循环运算特点的多媒体数据的ＭＭＸ技术便应运而生。 　　ＭＭＸ是英文ＭｕｌｔｉＭｅｄｉａ　ｅＸｔｅｎｓｉｏｎ（多媒体扩展）的缩写。英特尔在９６年３月份正式公布了ＭＭＸ技术的细节后，又于同年１１月份在美国ＬａｓＶｅｇａｓ展出了代号为Ｐ５５Ｃ、包含ＭＭＸ技术的Ｐｅｎｔｉｕｍ处理器，并在９７年１月９日正式向全球推出基于ＭＭＸ技术的１６６ＭＨｚ和２００ＭＨｚ的Ｐｅｎｔｉｕｍ芯片，９７年三月份推出基于ＭＭＸ技术的２３３ＭＨｚ的Ｐｅｎｔｉｕｍ　Ｐｒｏ芯片。 　　ＭＭＸ技术是英特尔公司针对Ｘ８６微处理器体系结构的一次重大扩充，使同多媒体相关任务的综合处理能力提高了１５～　２倍，她不仅是英特尔自ｉ３８６面世以来对英特尔ＣＰＵ体系结构的一次显著改进，同时也是英特尔对多媒体数据处理等专用芯片及功能板卡的一次强力挑战。 　　作为芯片设计领域最新技术的ＭＭＸ具有以下一些要点： #2　　（１）单指令多数据技术 　　英特尔为ＭＭＸ技术设计了一组基本的、通用的整型指令集，以满足各种多媒体和通讯应用的需要。其中最基本的是单指令多数据（即ＳＩＭＤ）技术。该技术允许利用任何新增加的单个指令处理多组数据，同时提供并行处理机制，包括ＣＰＵ能够一次存取６４位的ＭＭＸ寄存器等。Ｉｎｔｅｌ公司用一个比方来说明ＳＩＭＤ的功能：召集全团，告诉全团一个“关于脸”的事，或由团长逐个找士兵告知，哪一个快些？这种多媒体性能的优化特别有利于诸如活动图象压缩与还原等实时运行的应用程序。 #2　　（２）借用寄存器 　　将ＣＰＵ中８个浮点运算单元（ＦＰＵ）重新命名为８个ＭＭＸ寄存器，即将８个８０位的ＦＰＵ中用以存取尾数的６４位映射为８个６４位的ＭＭＸ寄存器，因而在物理上不需要增加新的寄存器。虽然在执行ＭＭＸ指令时少了８个浮点寄存器，但却免除了设置新的ＣＰＵ状态的麻烦，这样，现有的操作系统和应用软件无需作任何修改即可运行于具有ＭＭＸ的ＣＰＵ上，保证了向下兼容。 #2　　（３）增加新指令 　　增加了５７个ＭＭＸ指令，包括９个数学运算指令、２个数据比较指令、４个压缩数据还原指令、４个逻辑运算指令、３个移位指令、１个数据转换指令和１个ＦＰ／ＭＭＸ状态转换指令以及分支指令等。这些指令都具有一些各自的独特功能。例如分支指令能够利用掩码和位比较在多个操作数中执行逻辑操作，从而达到没有延时的分支效果等等。 #2　　（４）采用新的数据类型 　　新的数据类型包括压缩型字节、压缩型字、压缩型双字和压缩型四字，他们都是压缩的定点整数类型，可以将多个整型机器字压缩到８个６４位的ＭＭＸ寄存器中。将６４位数据置于单个寄存器中，使ＭＭＸ　ＣＰＵ可以同时处理８个字节的数据，这有利于加速计算密集型的循环运算。 　　由于采用ＭＭＸ技术的ＣＰＵ中实际上并没有增加新寄存器，而是借用了８个浮点运算寄存器，于是导致ＭＭＸ技术的固有缺陷，诸如不能加速所有应用软件的运行速度、多任务环境中可能会出现计算错误以及软件版本需要多样化等等。 　　值得庆幸的是，英特尔公司在推出相应的ＭＭＸ　ＣＰＵ的同时也承诺逐步解决上述问题。加之在ＭＭＸ的实现上，兼容厂商将采取不同的技术（例如Ｃｙｒｉｘ的具有ＭＭＸ技术的Ｍ２芯片在进行ＦＰ／ＭＭＸ状态切换只需要一个时钟周期，而Ｐ５５Ｃ则需要５０个周）。所以对于用户而言，ＭＭＸ技术的前景是十分乐观的。据权威媒体报道，ＭＭＸ技术将提高各种类型软件的性能，例如将使现有的非ＭＭＸ版本的程序性能提高１０％～２０％，使视频软件性能提高５０％，使声音软件性能提高１５０％，使图象过滤软件性能提高３００％，使语音识别软件性能提高１００％，使电视会议软件性能提高１２５％等等。 　　在英特尔公司发布ＭＭＸ奔腾处理器（Ｐ５５Ｃ）的当日，国内的长城、方正、联想集团也推出了基于ＭＭＸ　ＣＰＵ的产品样机。 　　长城公司推出的是应用于商业市场的金长城Ｓ７００　５１６６　ＡＴＸｍ和针对家用市场的Ｓ７００　５１６６　ＭＴＶｍ。其中金长城Ｓ７００　５１６６　ＡＴＸｍ商用电脑直接采用ＡＴＸ技术规范，基本配置为３２ＭＢ内存、２ＧＢ硬盘、１２速ＣＤ－ＲＯＭ驱动器、支持三维图形的显示卡、３３６Ｋｂｐｓ　ＦＡＸ／ＭＯＤＥＭ卡、１５英寸平面直角显示器和Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５中文操作系统。金长城Ｓ７００　５１６６　ＭＴＶｍ多媒体电脑同样基于ＡＴＸ技术规范，其基本配置包括１６ＭＢ内存、１６ＧＢ硬盘、１０速ＣＤ－ＲＯＭ驱动器、支持三维图形加速／电视输出二合一显示卡、电视／视霸二合一卡（支持数字录像）、３３．６Ｋｂｐｓ　ＦＡＸ／ＭＯＤＥＭ与三维环绕立体声／语音信箱四合一卡、卡拉ＯＫ混响／功率放大器、多功能遥控器、１５英寸平面直角显示器、高保真立体声音箱、麦克风和Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５中文操作系统。 　　北大方正发布的ＦＰ＋Ｓ系列将采用１６６ＭＨｚ、２００ＭＨｚ的Ｐ５５Ｃ，ＦＰ＋５１６６Ｓ将配备１６Ｍ内存、１．１ＧＢ硬盘、２５６Ｋ　Ｌ２　Ｃａｃｈｅ；ＦＰ＋５２００Ｓ则将配备３２Ｍ内存、２ＧＢ硬盘和２５６Ｋ　Ｌ２　Ｃａｃｈｅ。改善后的系统将使多媒体图形图象和通讯处理得到进一步支持。 　　联想集团推出的两款新机型是联想逐日５／１６６ＭＨｚ和５／２００ＭＨｚ。其整机性能比原机型提高１０％以上，配置也做了相应的改进：预装了针对ＭＭＸ优化的Ｗｉｎｄｏｗｓ　９５操作系统，充分利用了Ｐ５５Ｃ内置的５７条多媒体指令，提高了整体运行速度；随机配有高速３３．６Ｋｂｐｓ　ＦＡＸ／ＭＯＤＥＭ卡，配合Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络应用；高速大容量的２ＧＢ硬盘；５１２ＫＢ的二级高速缓存，配合快速的Ｐｅｎｔｉｕｍ／ＭＴ　ＣＰＵ可充分满足新的应用环境的最高要求；具有３Ｄ图形加速功能的显示卡，为用户提供全新的视觉感受；随机配有１２倍速光驱以及为节省系统资源而设计的ＰＳ／２鼠标。 　　ＭＭＸ技术的出现，为多媒体技术的应用开拓了更为广阔的前景。事实上，处理器发展二十多年来，要单纯在晶体管数和频率上提高，也不是无止境的。如果不是以ＭＭＸ去突破传统处理器的发展，　可能每一代新推出的处理器，性能只能作有限度的提升，Ｐｅｎｔｉｕｍ　Ｐｒｏ的发展和市场反应就带出了这个问题。 　　ＭＭＸ声称可以代替部分硬件功能，在今日来说可以说得通，但到了ＭＭＸ成为主流处理器　后的某一天，更加高的工作要求，例如更快的通讯效率，更复杂的图象显示，更新的硬件又会出笼。否则英特尔也不会这么快便透露明年初推的ＭＭＸ２。