Расширения архитектуры x86

Расширения архитектуры x86 (x86 extended features) — инженерные решения, разрабатываемые различными производителями микропроцессоров архитектуры x86 для собственных процессоров, которые, зачастую, присутствуют в одних моделях и отсутствуют в других. Разработчики программного обеспечения, прежде чем использовать их в собственных программах, должны выполнить специальную команду CPUID, которая сообщает о наличии тех или иных расширений. Если расширение не поддерживается, программа должна либо завершить работу, либо использовать другие алгоритмы, не использующие расширений.

Иногда расширения становятся часто используемыми в популярных программах, тогда их начинают включать в свои процессоры практически все производители.

Наиболее известные из расширений MMX, SSE, 3DNow!, Hyper-threading. В основном, новые расширения разрабатываются фирмой Intel и затем подхватываются другими производителями. Но иногда бывает так, что сама Intel включает в свои процессоры расширения, созданные иными фирмами. К примеру, так было с архитектурой x86-64, впервые разработанной компанией AMD, а уже впоследствии реализованная Intel как Intel64/EM64T.

Стандартный набор расширений («от Intel»)

• CPUID, EAX=00000001H

Расширение	Флаг CPUID	Описание
FPU	EDX[0]	Встроенное устройство с плавающей точкой
VME	EDX[1]	Расширение режима V86
DE	EDX[2]	Улучшенные средства отладки
PSE	EDX[3]	Большие страницы (4MiB/2MiB)
TSC	EDX[4]	Встроенный счетчик времени (машинных тактов)
MSR	EDX[5]	Моделезависимые регистры
PAE	EDX[6]	Расширение физического адреса
MCE	EDX[7]	Генерация исключения машинного контроля
CX8	EDX[8]	Поддерживается инструкция CMPXCHG8B
APIC	EDX[9]	Встроенный локальный контроллер прерываний
SEP	EDX[11]	Поддерживаются инструкции SYSENTER и SYSEXIT
MTRR	EDX[12]	Имеется возможность задавать тип кэша для определённых областей памяти в специальных регистрах
PGE	EDX[13]	Поддерживается флаг глобальных страниц (не сбрасываемых в TLB при переключении контекстов)
MCA[англ.]	EDX[14]	Поддерживаются средства машинного контроля
CMOV	EDX[15]	Поддерживаются инструкции условной пересылки данных
PAT[англ.]	EDX[16]	Поддерживаются расширенные атрибуты кэширования для отдельных страниц
PSE36	EDX[17]	Большие страницы (4MiB) по физическим адресам выше 4GiB
PSN	EDX[18]	Имеется возможность чтения серийного номера процессора
CLFL	EDX[19]	Поддерживается инструкция CLFLUSH
DTES	EDX[21]	Debug Trace and EMON Store MSRs
ACPI	EDX[22]	Имеются средства измерения температуры процессорного ядра
MMX	EDX[23]	Поддерживается набор инструкций технологии Intel MMX
FXSR	EDX[24]	Есть возможность сохранять/восстанавливать расширенный контекст
SSE	EDX[25]	Поддерживается набор инструкций технологии SSE
SSE2	EDX[26]	Поддерживается набор инструкций технологии SSE2
SS	EDX[27]	Self-snoop
HTT	EDX[28]	Поддерживается технология HyperThreading.
TM1	EDX[29]	Поддерживаются расширенные средства контроля температуры с генерацией прерывания
IA-64	EDX[30]	Программа запущена в режиме эмуляции на процессоре Itanium
PBE	EDX[31]	Pending break event
SSE3	ECX[0]	Поддерживается набор инструкций технологии SSE3
PCLMUL	ECX[1]	Поддерживается инструкция PCLMUL
DTES64	ECX[2]	64-bit Debug Trace and EMON Store MSRs
MON	ECX[3]	Поддерживаются инструкции MONITOR/MWAIT
DSCPL	ECX[4]	CPL-qualified Debug Store
VMX	ECX[5]	Поддерживается технология виртуализации Intel VT (Vanderpool)
SMX	ECX[6]	Поддерживается технология управления доверием Intel TXT (LaGrande)
EST	ECX[7]	Поддерживается Enhanced SpeedStep Technology
TM2	EDX[8]	Поддерживаются расширенные средства контроля температуры с генерацией прерывания и регистр THERM2_CONTROL
SSSE3	ECX[9]	Поддерживается набор инструкций технологии SSSE3
CID	ECX[10]	context ID: the L1 data cache can be set to adaptive or shared mode
FMA	ECX[12]	Поддерживается набор инструкций FMA
CX16	ECX[13]	Поддерживается инструкция CMPXCHG16B
ETPRD	ECX[14]	MISC_ENABLE.ETPRD
PDCM	ECX[15]	Performance Debug Capability MSR
DCA	ECX[18]	Direct Cache Access (that is, the ability to prefetch data from MMIO)
SSE4.1	ECX[19]	Поддерживается набор инструкций технологии SSE4.1
SSE4.2	ECX[20]	Поддерживается набор инструкций технологии SSE4.2
x2APIC	ECX[21]	Расширение локального APIC, 32-битный ID, регистры APIC доступны как MSR
MOVBE	ECX[22]	Поддерживается инструкция MOVBE
POPCNT	ECX[23]	Поддерживается инструкция POPCNT
AES	ECX[25]	Поддерживается аппаратное ускорение для алгоритма шифрования AES
XSAVE	ECX[26]	Расширенная поддержка полного или частичного сохранения/восстановления расширенных контекстов
OSXSAVE	ECX[27]	Флаг, указывающий приложению, что операционная система способна сохранять/восстанавливать расширенные контексты (регистры XMM и т.п)
AVX	ECX[28]	Поддерживается набор векторных инструкций AVX и кодирование с помощью префикса VEX

Дополнительный набор расширений («от AMD»)

• CPUID, EAX=80000001H

Расширение	Флаг CPUID[1]	Описание
SYSCALL	EDX[11]	Поддерживаются инструкции SYSCALL и SYSRET
FCMOV[англ.]	EDX[16]	Поддерживаются инструкции условной пересылки данных с плавающей точкой (FPU)[2].
MP	EDX[19]	Поддерживаются многопроцессорные конфигурации
NX	EDX[20]	Поддерживается атрибут страницы, запрещающий исполнение программного кода.
MMX+	EDX[22]	Поддерживаются расширения технологии MMX от AMD
MMX+[3]	EDX[24]	Поддерживаются расширения технологии MMX от Cyrix[4].
FFXSR	EDX[25]	Поддерживается быстрое сохранение/восстановление расширенных контекстов
PG1G	EDX[26]	Гигантские страницы (1GiB)
TSCP	EDX[27]	Улучшенная поддержка встроенного счетчика времени
LM	EDX[29]	Длинный режим
3DNOW+	EDX[30]	Поддерживается расширение набора инструкций технологии 3DNow!
3DNOW	EDX[31]	Поддерживается набор инструкций технологии 3DNow!
AHF64	ECX[0]	Инструкции LAHF/SAHF доступны из 64-битного режима
CMP	ECX[1]	HTT=1 indicates HTT (0) or CMP (1)
SVM	ECX[2]	Поддерживается технология виртуализации AMD-V (Pacifica)
EAS	ECX[3]	Поддерживается расширение APIC (APIC_VER.EAS, EXT_APIC_FEAT, и т.д.)
CR8D	ECX[4]	Регистр CR8 доступен из наследственного режима
LZCNT	ECX[5]	Поддерживается инструкция LZCNT
SSE4A	ECX[6]	Поддерживается набор инструкций технологии SSE4A
MSSE	ECX[7]	Допустимо отсутствие выравнивания в SSE
3DNow!	ECX[8]	Поддерживается инструкция PREFETCH/PREFETCHHW
OSVW	ECX[9]	OS-visible workaround
IBS	ECX[10]	instruction based sampling
SKINIT	ECX[12]	Поддерживается технология управления доверием в AMD-V
WDT	ECX[13]	Поддерживается встроенный сторожевой таймер
SHA[англ.]		Поддерживается аппаратное ускорение для алгоритма шифрования SHA