CLMUL instruction set

CLMUL instruction set（Carry-less Multiplication instruction set、CLMUL、あるいはPCLMULQDQとも）は、インテルおよびAMDのマイクロプロセッサに用いられているx86命令セットである。2008年にインテルによって提唱され^[1]、2010年のWestmereプロセッサから利用可能となった。この命令セットの目的は、有限体上での乗法に基づいた、ブロック暗号の暗号利用モードの一つであり認証付き暗号であるGalois/Counter Modeの高速化である。CLMULによって、従来の命令セットと比較してGF(2^k) の有限体上での乗法をより効率的に^[2]実装することができる^[3]。もう一つの目的は、CRCの計算の高速化である^[4]。

命令一覧

Instruction	Description
PCLMULQDQ	GF(2) 有限体上での2つの64ビット多項式のキャリーなし乗算

PCLMULLQLQDQ xmmreg,xmmrm [rm: 66 0f 3a 44 /r 00]
PCLMULHQLQDQ xmmreg,xmmrm [rm: 66 0f 3a 44 /r 01]
PCLMULLQHQDQ xmmreg,xmmrm [rm: 66 0f 3a 44 /r 02]
PCLMULHQHQDQ xmmreg,xmmrm [rm: 66 0f 3a 44 /r 03]
PCLMULQDQ xmmreg,xmmrm,imm [rmi: 66 0f 3a 44 /r ib]

CLMULを実装したCPU

• インテル
  • Westmere
  • Sandy Bridge
  • Ivy Bridge
  • Haswell
• AMD
  • Bulldozer
  • Piledriver
  • Jaguar

CLMUL命令セットへの対応の有無は、CPUIDで確認することが可能である。

関連項目

• 有限体
• Galois/Counter Mode
• AES-NI
• ストリーミングSIMD拡張命令