一、AVX指令集补丁
AVX指令集是Intel公司于2011年推出的一种SIMD指令集，它可以实现8个双精度浮点数或16个单精度浮点数的并行计算，从而加快向量运算的速度。但是，在使用AVX指令集时，有时候会出现处理器缺陷、操作系统错误或虚拟机中断等问题。为了解决这些问题，Intel发布了AVX指令集补丁。
使用AVX指令集的程序需要在寄存器和内存中存储更多的数据，因此会增加内存带宽和CPU功耗，可能导致CPU降频。AVX指令集补丁可以通过优化代码的方式降低CPU功耗，从而使CPU不会出现降频现象。
下面是一个使用AVX指令集的示例代码，可以通过使用AVX指令集补丁来降低CPU功耗：
#include <immintrin.h>
float sum(float *a, int n){
__m256 vec_sum = _mm256_set1_ps(0.0f);
for (int i = 0; i < n; i+=8) {
__m256 vec_a = _mm256_loadu_ps(a+i);
vec_sum = _mm256_add_ps(vec_sum, vec_a);
}
float sum[8] __attribute__((aligned(32)));
_mm256_store_ps(sum, vec_sum);
return sum[0] + sum[1] + sum[2] + sum[3]
+ sum[4] + sum[5] + sum[6] + sum[7];
}
二、AVX指令集是什么意思
AVX指令集（Advanced Vector Extensions）是Intel公司于2011年推出的一种向量扩展指令集，它可以实现更高效的并行计算和处理。AVX指令集在之前的SSE指令集的基础上增加了更多的指令和功能。
AVX指令集包括256位SIMD指令和128位SIMD指令。其中256位SIMD指令需要使用特定指令扩展集成的CPU才能够实现，而128位SIMD指令则可以在普通的x86架构CPU上运行。AVX指令集支持单精度浮点数、双精度浮点数和整数数据类型的向量运算。
下面是一个AVX指令集的示例代码，用于计算向量的平均值：
#include <immintrin.h>
float avg(float *a, int n){
__m128 vec_sum = _mm_set1_ps(0.0f);
for (int i = 0; i < n; i+=4) {
__m128 vec_a = _mm_loadu_ps(a+i);
vec_sum = _mm_add_ps(vec_sum, vec_a);
}
float sum[4] __attribute__((aligned(16)));
_mm_store_ps(sum, vec_sum);
return (sum[0] + sum[1] + sum[2] + sum[3]) / n;
}
三、AVX指令集降频
使用AVX指令集会增加CPU的功耗和温度，从而可能导致CPU降频，影响计算性能。为了降低CPU功耗，可以采取以下几个措施：
1.尽可能使用更高的制程工艺，以减少功耗和温度。
2.使用更好的散热系统，以提高CPU的散热效果。
3.使用AVX指令集补丁，优化代码的CPU占用率，减少功耗和温度。
4.使用降频软件或BIOS设置，降低CPU的频率，减少CPU的功耗和温度。
下面是一个使用AVX指令集并进行了降频优化的示例代码，可以通过设置CPU的频率来降低CPU功耗：
#include <immintrin.h>
#include <x86intrin.h>
float sum(float *a, int n){
__m256 vec_sum = _mm256_set1_ps(0.0f);
for (int i = 0; i < n; i+=8) {
__m256 vec_a = _mm256_loadu_ps(a+i);
vec_sum = _mm256_add_ps(vec_sum, vec_a);
}
float sum[8] __attribute__((aligned(32)));
_mm256_store_ps(sum, vec_sum);
return sum[0] + sum[1] + sum[2] + sum[3]
+ sum[4] + sum[5] + sum[6] + sum[7];
}
void freq_reduce(){
const unsigned int MSR_PLATFORM_INFO = 0xCE;
const unsigned int MSR_IA32_PERF_STATUS = 0x198;
const unsigned int freq_max = 3000; // original frequency is 3300 MHz
const unsigned int frequency_reduction = 10; // 10% frequency reduction
int eax, ebx, ecx, edx;
__asm__ __volatile__("cpuid"
: "=a"(eax), "=b"(ebx), "=c"(ecx), "=d"(edx)
: "a"(0x1), "c"(0x0)
);
if (ecx & (1 <= freq_max) {
unsigned int max_non_turbo_ratio = (eax >> 8) & 0xFF;
unsigned int logical_proc_number = ((eax >> 16) & 0xFF) + 1;
unsigned int temperature_target = (ecx >> 16) & 0xFF;
unsigned int temperature_offset = edx & 0x7F;
unsigned int frequency_low = (base_frequency * max_non_turbo_ratio
* (100 - frequency_reduction)) / (100 * logical_proc_number);
unsigned int msr = ((temperature_offset << 1) & 0xFF)
| ((temperature_target << 8) & 0xFF00)
| ((max_non_turbo_ratio << 24) & 0xFF000000);
__asm__ __volatile__("wrmsr"
:
: "c"(MSR_PLATFORM_INFO), "a"(msr), "d"(0)
);
__asm__ __volatile__("rdmsr"
: "=a"(eax), "=d"(edx)
: "c"(MSR_IA32_PERF_STATUS)
);
unsigned int frequency_high = (eax & 0xFF) * base_frequency;
unsigned int frequency = frequency_low < frequency_high
? frequency_low : frequency_high;
msr = ((msr & 0xFFFFFFFFU) & ~0x1FFU)
| ((frequency * logical_proc_number) / max_non_turbo_ratio);
__asm__ __volatile__("wrmsr"
:
: "c"(MSR_IA32_PERF_STATUS), "a"(msr), "d"(0)
);
}
}
}
int main(){
float a[1024];
for(int i=0;i<1024;i++) a[i]=1.0f;
freq_reduce();
for(int i=0;i<1000000;i++) sum(a,1024);
return 0;
}
四、AES指令集
AES指令集是Intel公司于2010年推出的一种硬件加速指令集，用于加密和解密数据。AES指令集可以在无需外部加密芯片的情况下进行AES加密和解密，从而加快数据处理速度。
AES指令集可以生成随机数和伪随机数，以及安全的Hash值，还可以进行SHA加密。使用AES指令集可以有效地保护计算机系统的安全性。
下面是一个使用AES指令集进行AES加密和解密的示例代码：
#include <wmmintrin.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
__m128i key128 = _mm_set_epi32(0x12345678, 0x90abcdef, 0x87654321, 0xcdef0123);
__m128i data128 = _mm_set_epi32(0x08070605, 0x04030201, 0x88776655, 0x44332211);
__m128i encrypted = _mm_aesenc_si128(data128, key128);
__m128i decrypted = _mm_aesdec_si128(encrypted, key128);
printf("Encrypted: %08X%08X%08X%08Xn", _mm_extract_epi32(encrypted, 3), _mm_extract_epi32(encrypted, 2), _mm_extract_epi32(encrypted, 1), _mm_extract_epi32(encrypted, 0));
printf("Decrypted: %08X%08X%08X%08Xn", _mm_extract_epi32(decrypted, 3), _mm_extract_epi32(decrypted, 2), _mm_extract_epi32(decrypted, 1), _mm_extract_epi32(decrypted, 0));
return 0;
}