SSE (Streaming SIMDExtensions, inicialmente chamado ISSE, de Internet Streaming SIMD Extensions) é um conjunto de instruções do tipo SIMD projetado pela Intel. O nome completo significa "Extensões SIMD para streaming". O SSE traz 70 novas instruções em relação ao conjunto de instruções anterior, do Pentium MMX.
O SSE foi primeiro conhecido como KNI, de Katmai New Instructions, onde Katmai era o apelido do primeiro Pentium III com núcleo revisto. Durante o projeto Katmai a Intel procurava distingui-lo da sua linha anterior de produtos, particularmente do projeto Pentium II.
O SSE foi uma resposta à tecnologia 3DNow! da AMD, lançada um ano antes. Mas a AMD rapidamente contra-atacou, aproveitando do projeto da Intel e adicionou suporte às instruções SSE, começando assim a era do famoso processador Athlon XP.
A Intel ficou desapontada com o MMX, sua primeira iniciativa de desenvolvimento SIMD para IA-32. O MMX tinha dois grandes problemas: ele reusava registradores de ponto flutuante, o que fazia com que a CPU ficasse impossibilitada de trabalhar simultaneamente com instruções de ponto flutuante e SIMD. Por isso, o paralelismo só era conseguido com instruções de aritmética com inteiros.
O SSE adiciona oito novos registradores 128-bits, conhecidos como XMM0 até XMM7. Cada registro pode armazenar quatro números 32-bit de ponto flutuante ao mesmo tempo (single-precision). As extensões de 64 bits, tanto na Intel quanto da AMD, acrescentam mais 8 registros XMM8 até XMM15. Além deles foi também adicionado um novo registrador, de controle e de status, chamado MXCSR.
Como esses novos registradores de 128 bits são estados de programa adicionais que o sistema operacional (SO) deve preservar entre mudanças de contexto de tarefas, eles devem permanecer desabilitados até que o sistema operacional os habilite explicitamente. Isto significa que o SO deve saber como usar as instruções FXSAVE e FXRSTR, que são o par de instruções estendidas que podem, respectivamente, salvar e restaurar todos os estados dos registradores x87 e SSE, de uma única vez. Este suporte foi rapidamente estendido para todos os principais sistemas operacionais para IA-32.
Como o SSE inclui suporte a ponto flutuante, ele tem mais usos do que o MMX, pois atualmemente as placas de vídeo podem tratar internamente todos os cálculos com inteiros. As operações SIMD inteiras ainda podem ser realizadas com 8 registradores de 64 bits do MMX. Como se sabe, os registradores MMX são obtidos renomeando-se (ou aliasing) os 8 registradores da FPU. Posteriormente, no SSE2, a Intel complementou o SSE com suporte a cálculos inteiros. Apesar de redundantes, as operações MMX podem ser executadas com as operações SSE, o que oferece maior desempenho em situações limitadas.
O primeiro CPU a ter suporte ao SSE foi o Pentium III, que compartilhava recursos entre o SSE e o FPU. As aplicações eram compiladas de forma a utilizar instruções FPU e SSE em paralelo, mas os processadores Pentium III não eram capazes de operar estes dois tipos de instruções simultaneamente (num mesmo ciclo). Estas limitações reduziram a eficiência do chamado pipelining, embora os registros isolados XMM permitiam instruções SIMD e operações escalares de ponto flutuante serem misturadas mas não tão eficientes quanto o modo MMX/floating point.
Versões posteriores
SSE2 foi introduzida com os processadores Pentium 4, e trouxeram melhorias significativas ao SSE (que alguns programadores passaram a chamar de "SSE1"). SSE2 adds new math instructions for double-precision (64-bit) floating point and 8/16/32-bit integer data types, all operating on the same 128-bit XMM vector register-file previously introduced with SSE. SSE2 enables the programmer to perform SIMD math of virtually any type (from 8-bit integer to 64-bit float) entirely with the XMM vector-register file, without the need to touch the (legacy) MMX/FPU registers. Many programmers consider SSE2 to be "everything SSE should have been", as SSE2 offers an orthogonal set of instructions for dealing with common datatypes.
SSE3 chamado de Prescott New Instructions, é um upgrade incremental ao SSE2, adicionando instruções matemáticas orientadas à DSP (DSP-oriented) e algumas instruções de manipulação de processos (thread).
SSSE3 é um upgrade ao SSE3, adicionando 16 novos códigos (opcode).
SSE4 é uma melhoria do padrão antecessor e adiciona um ponto de instrução do produto, diversas instruções adicionais (do tipo integer), uma instrução do tipo popcnt, entre outras.
