在上一篇连载中，笔者介绍了Sandy Bridge微架构中对性能有很大影响的几处改进，然而最重要的执行单元的变化没有涉及到，这部分的变化还跟Sandy Bridge新加入的AVX指令集相关。AVX（Advanced Vector Extensions，高级矢量扩展）是X86上重要的指令集改进，不仅仅在于其对性能的明显提升，还在于其对现有X86指令集的多种革新。
　　
　　强大的性能：256位向量计算
　　
　　向量就是多个标量的组合，通常意味着SIMD（单指令多数据），就是一个指令同时对多个数据进行处理，达到很大的吞吐量。
　　Sandy Bridge的AVX将X86向量化宽度扩展到了256位，原有的16个128位XMM寄存器扩充为256位的YMM寄存器，可以同时处理8个单精度浮点数和4个双精度浮点数，在理想情况下，Sandy Bridge的浮点吞吐能力可以达到前代的两倍。
　　从Nehalem开始的微架构包含了3个运算端口：0、1和5，每个运算端口分为三个区域：ALU、SIMD INT、SIMD FP，分别执行整数和逻辑运算、SIMD整数和SIMD浮点运算。在每一个时钟周期，每个运算端口可以分发一个uop，这个uop可以是三种运算中任意的一种。不同的运算区域可以同时运作。
　　Sandy Bridge微架构的所有执行单元都经过了修改以执行256位AVX指令，它并没有直接将所有浮点执行单元扩充到256位宽度，而是采用了一种较为节约晶体管乃至能耗的方法：重用128位的SIMD整数和SIMD浮点路径。
　　除了AVX带来的性能增强之外，Sandy Bridge还继续增强了AES指令集的性能，提升其吞吐量，此外，SHLD（移位）指令、ADC（进位加）指令和Multiply（64位乘数128位积）运算的性能也都得到了提升，SHLD指令性能提升增强了SHA-1计算能力，ADC吞吐量翻倍提升了大数值运算能力，而最后者提升了现有RSA程序25%的性能。
　　精简X86指令集
　　除了明显提升浮点运算性能之外，AVX指令集还是对X86指令集的一个精简。我们知道由于是不定长的CISC指令集，X86指令集可以很容易地进行扩展，每一代处理器都像不要钱似的增加扩展指令集。然而目前的这种通过增加各种Prefix前缀来扩展指令集的方式已经达到了其极限，并且这种方式导致的指令集复杂化和长度增加，导致了执行文件的臃肿和解码器单元的复杂化和低效化。
　　AVX指令集带来了新的操作码编码方式，这种编码方式叫做VEX（Vector Extension），其动机就是压缩各式各样的Prefix前缀，集中到一个比较固定的字段中，缩短指令长度，降低无谓的代码冗余，并且也降低了对解码器的压力。
　　VEX编码方式使用了两种VEX Prefix，除了一个字节的字头之外，分别具有1到2个字节的Payload（负载），在这个Payload里面就包括了所有的Prefix的内容，达到了精简指令集的目的。
　　VEX前缀包含了X86-64指令使用的REX前缀以及原SSE指令使用的前缀，还融合了普通操作码带有的Escape字段，从某种意义上来说，VEX让CISC的X86指令集往RISC精简指令集靠近了一点，当然，CISC易于扩充、支持复杂灵活的寻址方式的特性依然无损。
　　
　　强化X86指令集
　　
　　基于历史上X86处理器缺乏存储单元的原因，X86指令集属于双操作数的破坏性指令集，例如，指令add ax, bx包含了ax和bx两个操作数，作用是将寄存器ax和bx的数值相加，并保存到寄存器ax当中去，计算结束后，源操作数ax的内容就被计算结果“摧毁”了。
　　在传统的仅具有8个通用寄存器的X86处理器上，这种编码方式的使用实属没有办法，同时期具有更多通用寄存器的RISC处理器都采用的是多操作数的非破坏性句法。在应用了Register Renaming寄存器重命名技术之后，X86处理器事实上也具有了很多的寄存器可供使用，因此Intel就动起了新的念头。Sandy Bridge带来的AVX指令集提供了新的3