身为电脑的基础语言，一套在市场活跃的指令集架构，也会随着应用需求而持续扩充，支配服务器和个人电脑的 80×86，其 SIMD（单一指令，多重资料）指令集延伸也从 MMX 一路叠床架屋到 AVX-512。
最近英特尔向 GNU 编译器套件 GCC 提交关于新一代 Xeon 处理器 Sapphire Rapids 和桌上型处理器 Alder Lake 的最佳化代码，其中由大核 Golden Cove 与小核 Gracemont 组成的 Alder Lake，取消支援 AVX-512 指令集。无独有偶，英特尔近期正式发表的 3D 封装混合架构处理器 Lakefield，Sunny Cove 大核也封印 AVX-512。原因也很简单，因为小核并未支援 AVX-512，为了避免应用程序执行错误，所以就“维持一致性”。
然后 Linux 之父 Linus Torvalds 开炮了：他希望 AVX-512 痛苦的死去（AVX-512 Dies A Painful Death），AVX2 已经够用，英特尔不该为了高效能运算（HPC）这种特殊的应用和让效能测试数据看起来更厉害“创造魔法指令集”而浪费大量晶体管，应更重视常规代码，像 AMD 这样给他更多核心与良好的单执行绪性能（程式使用 AVX-512 会激增耗电，强迫处理器降频）。就算追求更强的浮点运算，GPU 的理论运算效能，还是比拥有 AVX-512 的 x86 处理器强大。
▲ Linus Torvalds。（Source：Krd / CC BY-SA）
接着网络对此议论纷纷。有挺身支持，也有嗤之以鼻者，更多是路过看热闹的。在这之前，笔者必须先替各位复习一下 AVX-512 的现况，再瞧瞧 Linus 大神的情绪性批判是否公允。
AVX（Advanced Vector Extensions）是什么？
x86 指令集史上最重要的扩张，没有之一。除了定义 256 位元宽的 YMM 资料暂存器，更借由新增的 VEX（Vector Extension）指令编码字段，“集缩”所有可能影响指令编码长度的资讯，处理器不需读取大半个指令，就可知道“这个指令大概想干什么”，不仅可简化指令撷取单元和指令解码器的设计，并达成三算子指令与保留四算子的扩充弹性。
讲白话点，AVX 是“经由改良指令集架构，更好实做高效能处理器微架构”的案例，近年来另一个知名例子，则是迈向 64 位元的 ARMv8 取消引述执行（Predication）以便实做更强大的非循序指令预测执行。
也因此，英特尔也使用 VEX 编码“再创造”旧指令，包含用来取代老旧 SSE 的 AVX-128，也鼓励软件开发者尽快转移。如此一来，英特尔就更能放手一搏，研发处理器时专心对 AVX 最佳化，将晶体管预算集中在最常用指令的刀口上，旧指令跑得慢没关系，维持相容性即可。
AVX-512 是什么？
AVX-512 在 2013 年 7 月由英特尔发布，是继 2011 年 Sandy Bridge 的 AVX 与 2013 年 Haswell 的 AVX2 后的再延伸，首度出现在 2016 年 6 月上市的 Xeon Phi 7200 系列（代号 Knights Landing），在 2017 年才登陆“正常”的高阶 x86 处理器（Skylake-SP，Skylake-S）。
不难理解，AVX-512 打从一开始就不是给一般人使用的东西。
AVX-512 改善了什么？
- SIMD暂存器（ZMM）的长度和数量都倍增。
- 追加四算子指令（A＝B×C＋D）。
- 向量指令集必备的遮罩（Mask）暂存器。
- 向量指令集所需的算子聚集（Gather）与分散（Scatter）指令。
那 AMD 的处理器目前有支援 AVX-512 吗？
没有，等 Zen 3 再看看。有趣的是，VIA 的 Centaur CHA，抢先在 AMD 之前相容 AVX-512。
为何连英特尔自家 x86 处理器都没有全面性支援 AVX-512？
因为 AVX-512 的相关硬件很吃晶体管空间和耗电量，英特尔也是从 10 奈米制程的 Cannon Lake 开始，才逐渐“下放”AVX-512 到一般个人电脑产品线，在这之前也仅限于服务器（Xeon）与高效能运算（Xeon Phi）。
Linus Torvalds 说到“单执行绪”效能是怎么回事？
不必讲到 AVX-512，执行 AVX 指令会降低处理器时脉这件事，更早就发生了，这会让性能不升反降，像知名 CDN 业者 Cloudflare，维护人员早在两年前就做过详细分析。
那么“市场零碎化”？
即使“支援 AVX-512”，每个处理器系列对应的版本细节也不一样，原因跟英特尔几年来汲汲营营于“人工智能”息息相关，这让 x86 处理器的相容性更零碎化，也提高了程式最佳化的困难度。过去一讲到“x86 指令集缺乏业界标准”只会想到英特尔的竞争对手自行定义专用指令，如 Cyrix 的 EMMI / MMX-FP、AMD 的 3DNow! 和未成真的 SSE5，结果现在反而是英特尔自己家里先乱起来。
像英特尔在 Xeon Phi 7205 系列（代号 Knights Mill）为了强化深度学习的 QVNNI（QFMA＋VNNI）、Cascade Lake 为了强化推论效能而增加的 VNNI（16 位元短整数）、Cooper Lake 因应 Facebook 等大客户的深度学习需求补上 BF16 浮点数格式，都让 AVX-512 版本混乱不堪，还发生新型处理器的支援度不见得比旧产品完整的糟糕状况。
Linus Torvalds 的情绪性批评公道吗？
笔者在此不下结论，但各位可想想几个问题：
- 假如英特尔制程技术维持领先地位，今天会有这样的“杂音”吗？
- 如果 AMD 日后也支援 AVX-512，也没碰到英特尔的降低时脉麻烦，Linus Torvalds 的反应会不会不一样？
- 英特尔在主流桌上型处理器开了取消 AVX-512 第一枪，是否意味 AVX-512 将淡出个人电脑舞台？
最后，唯一可以确定的是，人有才气，必有脾气，看来 Linus Torvalds 这个人的脾气真的很暴躁（Grumpy）。
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