CLMUL 명령 집합

CLMUL(Carre-less Multipplication)은 인텔과 AMD의 마이크로프로세서가 사용하는 x86 명령어 세트의 확장으로, 인텔이 2008년^[1] 3월 제안해 2010년 초 발표한 인텔 웨스트미어 프로세서에서 사용할 수 있게 했다.Mathematically, the instruction implements multiplication of polynomials over the finite field GF(2) where the bitstring ${\displaystyle a_{0}a_{1}\ldots a_{63}}$ represents the polynomial ${\displaystyle a_{0}+a_{1}X+a_{2}X^{2}+\cdots +a_{63}X^{6$$3$.$$CLMUL 지시는 또한 전통적인 명령어 집합보다 더 큰 유한장 GF(2^k)의 밀접하게 관련된 곱셈을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 한다.^[2]

이러한 지침의 한 가지 용도는 한정된 필드 GF(2^k) 곱셈에 의존하는 Galois/Counter Mode에서 블록 암호화를 수행하는 애플리케이션의 속도를 향상시키는 것이다.또 다른 애플리케이션은 LZ77 슬라이딩 윈도우 DEFLAT 알고리즘을 zlib와 pngcrush로 구현하는 데 사용되는 값을 포함하여 ^[3]CRC 값의 빠른 계산이다.^[4]

ARMv8은 또한 CLMUL의 버전을 가지고 있다. SPARC는 그들의 버전을 XOR 곱셈이라고 부른다.

새 지시사항

이 지침은 두 64비트 값의 128비트 무반주 제품을 계산한다.목적지는 128비트 XMM 레지스터다.소스는 다른 XMM 레지스터 또는 메모리일 수 있다.즉시 피연산자는 128비트 피연산자 중 어느 반을 곱할지를 지정한다.즉시 피연산자의 특정 값을 지정하는 연상키도 정의된다.

지시	opcode	설명
PCLMULQDQ xmmreg,xmmrm,imm	[rmi: 66 0f 3a 44 /r ib]	유한 필드 GF(2k)에 대해 두 개의 64비트 다항식 곱셈을 수행한다.
PCLMULLQLQDQ xmmreg,xmmrm	[rm: 66 0f 3a 44 /r 00]	두 레지스터의 낮은 반쪽을 곱하십시오.
PCLMULHQLQDQ xmmreg,xmmrm	[rm: 66 0f 3a 44 /r 01]	목적지 레지스터의 상위 절반에 소스 레지스터의 하위 절반을 곱하십시오.
PCLMULLQHQDQ xmmreg,xmmrm	[rm: 66 0f 3a 44 /r 10]	목적지 레지스터의 낮은 절반에 소스 레지스터의 높은 절반을 곱하십시오.
PCLMULHQHQDQ xmmreg,xmmrm	[rm: 66 0f 3a 44 /r 11]	두 레지스터의 높은 반쪽을 곱하십시오.

EBX 벡터화된 버전(VPCLMULQDQ)은 AVX-512에서 볼 수 있다.

CLMUL 명령 집합이 있는 CPU

• 인텔
  • 웨스트미어 프로세서(2010년 3월)
  • 샌디 브리지 프로세서
  • 아이비 브리지 프로세서
  • 해스웰 프로세서
  • Broadwell 프로세서(처리량 증가 및 대기^[5] 시간 단축)
  • Skylake(이상)
  • 골드몬트 프로세서
• AMD:
  • 재규어 기반 프로세서 이상
  • 퓨마 기반 프로세서 이상
  • "Heavy Equipment" 프로세서
    • 불도저 기반 프로세서
    • Sloadriver 기반
    • 스팀롤러 기반 프로세서
    • 굴삭기 기반 프로세서 이상
  • 젠 프로세서
  • Zen+ 프로세서
  • Zen2(이상) 프로세서

CLMUL 명령 집합의 존재는 CPU 기능 비트 중 하나를 테스트하여 확인할 수 있다.

참고 항목

• 유한장산술
• AES 명령 집합
• FMA3 명령 집합
• FMA4 명령 집합
• AVX 명령 집합

참조