MMX

MMX es un Conjunto de instrucciones SIMD diseñado por Intel e introducido en 1997 en sus microprocesadores Pentium MMX. Fue desarrollado a partir de un set introducida en el Intel i860. Ha sido soportado por la mayoría de fabricantes de micros x86 desde entonces.

Se ha presentado como un acrónimo de MultiMedia eXtension o Multiple Math o Matrix Math eXtension, pero oficialmente sólo es un juego de consonantes sin significado, usado con la única intención de poder poner cortapisas legales de marca registrada a los desarrollos de terceros que trataran de usarlo.

MMX agregó 8 nuevos registros a la arquitectura, conocida como MM0 con MM7 (en adelante llamados MMn). En realidad, estos nuevos registros son meros alias de los registros de la pila de la FPU x87. Por ello cualquier cosa que se haga con la pila de la FPU afecta a los registros MMX. A diferencia de de la pila de coma flotante, los registros MMn son fijos en vez de relativos, por lo que pueden accederse aleatoriamente.

Cada uno de los registros MMn es un número entero de 64 bits. Sin embargo, uno de los conceptos principales del set de instrucciones MMX es el concepto del tipo de datos compactados (packed data types), que significa en lugar de usar el registro completo para un solo número entero de 64 bits (palabra cuádruple o quadword), se puede usar para almacenar dos enteros de 32 bits (palabra doble o doubleword), cuatro enteros de 16 bits (palabra o word) u ocho enteros de 8 bits (byte u octeto).

Para simplificar el diseño y evitar modificar el sistema operativo para preservar el estado adicional a través de los interruptores de contexto, MMX reutiliza los ocho registros existentes de la FPU. Por ello es muy difícil trabajar con la FPU y MMX a la vez. Para maximizar el rendimiento, los programadores deben utilizar el procesador exclusivamente en un modo o el otro, retrasando todo lo posible el lento paso de un modo a otro.

Dado que los registros MMX son sólo alias de la pila FPU, y que cada uno de los registros de la pila tiene un ancho de 80 bits, los 16 bit superiores de los regiswtros de pila no son utilizados por MMX, y esos bits se ponen todos a 1, aparecen como NaN o infinitos desde el punto de vista de la coma flotante. Esto hace más fácil decir si se etá trabajando con datos en coma flotante o en MMX.

Otro problema para MMX es que sólo soporta operaciones con números enteros. Cada uno de los ocho registros de 64 bits del vector MMX, alias de los ocho registros existentes de la coma flotante, pueden representar 2 números de 32 bits, cuatrop de 16 u 8 de 8 bits. Durante el diseño original del i860, el uso de matemáticas de vector entero tenía sentido (lsa operaciones 2D y 3D requieren de ambas), pero cuando esta funcionalidad se pasa a las GPUs, MMX pierde interés y la coma flotante se vuelve mucho más importante. Por otra parte, sus nuevas operaciones aritméticas incluyen las operaciones aritméticas de saturación, lo que podría acelerar perceptiblemente el procesamiento digital de señales. Por ello mejora el rendimiento de la multimedia.

Intel solucionó esos problemas más adelante con SSE, un set de instrucciones SIMD más ampliado con soporte de coma flotante de 32 bits y un sistema adicional de vectores de registros de 128 bits que hacen más sencillo usar SIMD y FPU al mismo tiempo. SSE es a su vez ampliado por SSE2, que también extiende las instrucciones MMX que pueden operar con registros XMM de 128 bits y recientemente con SSSE3, introducido con la Intel Core Microarchitecture. Soportar cualquiera de estos sets implica soportar MMX.

Intel y su mayor competidor AMD, llegaron a un acuerdo de compatibilidad por el que éste último sacó al mercado microprocesadores con el juego de instrucciones MMX, los procesadores AMD_K6. Más tarde AMD daría un paso más, añadiendo a sus procesadores un nuevo juego de instrucciones para operaciones en coma flotante: 3DNow!.

Enlaces externos

Página oficial de Intel sobre MMX (en castellano)

Atribución

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