C# 为什么只有AVX out的处理器对许多SIMD算法执行AVX2处理器？ 我一直在研究C语言和C++中SIMD算法的好处，发现在很多情况下，使用AVX处理器上的128位寄存器比使用AVX2处理器的256位寄存器有更好的改进，但我不明白为什么。

我所说的改进是指在同一台机器上SIMD算法相对于非SIMD算法的速度。

（来自对问题的评论）

---

如果算术运算不是算法执行中的瓶颈，那么使用SIMD将无法提供加速。其他瓶颈可能是内存带宽、缓存大小、内存速度、缓存速度。如果具有AVX的处理器在这些区域执行AVX2处理器，那么它将从使用SIMD intrinsic中获得更多好处。

在AVX处理器上，当不执行AVX指令（VEX编码的操作码）时，CPU会关闭256位寄存器和浮点单元的上半部分。当代码使用AVX指令时，CPU必须给FP单元通电——这需要大约70微秒，在此期间，AVX指令实际上使用128微操作执行两次

当AVX指令大约700微秒未被使用时，CPU会再次关闭电路的上半部分

现在它这样做是因为电路的上半部分消耗电力（doh！），因此产生热量（doh！）。这意味着使用AVX指令时CPU运行更热。因此，考虑到CPU在有热余量时可以“涡轮增压”，使用AVX指令可以减少这种可能性，事实上，CPU实际上降低了“基本时钟速度”。因此，例如，如果你有一个官方时钟频率为2.3GHz的CPU，它可以涡轮增压到2.7，当你开始使用AVX指令时，该芯片的时钟频率降到2.1，并且只提升到2.3，在极端情况下，基本时钟可能会降低到1.9（见第2-4页）

在这个阶段，CPU执行所有指令的速度大约为10-15%，甚至可能比不使用AVX指令时慢20%。如果您正在执行大量SIMD操作，那么256位宽的指令就值得这么做。但是如果你在做一些AVX指令，然后是“正常”代码，然后再做一点AVX，那么这个时钟速度损失将超过你从AVX单独获得的所有收益

---

这就是为什么128位宽的SIMD可以比256位宽的SIMD运行得更快，除非您有长时间的密集SIMD操作。使用剩余的硅是有代价的。。。（或者更准确地说，这是一种奖励，因为我们没有使用它，而我们有时会忘记我们得到的）。

@eoinmullan您似乎在不同的机器上测试东西。说你用AVX在常春藤桥上获得2倍的加速并不意味着用AVX2在哈斯韦尔会获得超过2倍的加速。如果机器具有不同数量的内存带宽，则肯定会出现这种情况。你得照本说的做。在同一台机器上运行所有测试。否则你会把苹果和桔子做比较。你的内存总线宽度是多少？有多少家银行？在两台机器上它们是否相同？您仍然需要在同一台机器上进行比较，因为不同的机器（以及不同型号的处理器）在内存带宽、缓存大小、内存速度、缓存速度等方面具有不同的行为。如果在同一台机器上使用AVX比AVX2获得更好的速度，这可能是编译不太正确的一个迹象，但仅仅比较两台具有一系列不同属性的不同机器并不能说明这一点。这正是我希望看到的，假设您的基准是内存受限的。如果你的常春藤网桥机器比哈斯韦尔的有更多的内存带宽，那么完全可以预期常春藤网桥的可伸缩性会比哈斯韦尔的更高。如果是这样的话，在这里就不足为奇了。@LưuVĩnhPhúc是的，但是RyuJIT在AVX上只使用128位，而在我的AVX处理器上，_mm256_add_epi16是一条无效的指令。从《英特尔intrinsics指南》中可以看出，AVX的256位寄存器上只能使用双精度和浮点运算。