Conjunto de instrucciones CLMUL

La multiplicación sin acarreo ( CLMUL ) es una extensión del conjunto de instrucciones x86 utilizado por los microprocesadores de Intel y AMD , propuesta por Intel en marzo de 2008 ^{[ 1 ]} e implementada en los procesadores Intel Westmere anunciados a principios de 2010. Matemáticamente, la instrucción implementa la multiplicación de polinomios sobre el campo finito GF(2), donde la cadena de bits${\displaystyle a_{0}a_{1}\ldots a_{63}}$representa el polinomio${\displaystyle a_{0}+a_{1}X+a_{2}X^{2}+\cdots +a_{63}X^{63}}$La instrucción CLMUL también permite una implementación más eficiente de la multiplicación estrechamente relacionada de campos finitos más grandes GF(2 ^k ) que el conjunto de instrucciones tradicional. ^{[ 2 ]}

Una aplicación de estas instrucciones es mejorar la velocidad de las aplicaciones que realizan cifrado por bloques en modo Galois/Contador , que depende de la multiplicación de campos finitos GF(2k ⁾ . Otra aplicación es el cálculo rápido de valores CRC , ^{[ 3 ]} incluyendo aquellos utilizados para implementar el algoritmo DEFLATE de ventana deslizante LZ77 en zlib y pngcrush . ^{[ 4 ]}

ARMv8 también tiene una versión de CLMUL. SPARC llama a su versión XMULX, por " multiplicación XOR ".

La instrucción calcula el producto sin acarreo de 128 bits de dos valores de 64 bits. El destino es un registro XMM de 128 bits . La fuente puede ser otro registro XMM o memoria. Un operando inmediato especifica qué mitades de los operandos de 128 bits se multiplican. También se definen mnemónicos que especifican valores concretos del operando inmediato.

Una versión vectorizada de EVEX (VPCLMULQDQ) se observa en AVX-512 .

• Intel
  • Procesador de Westmere (marzo de 2010).
  • Procesador Sandy Bridge
  • Procesador Ivy Bridge
  • Procesador Haswell
  • Procesador Broadwell (con mayor rendimiento y menor latencia ^{[ 5 ]} )
  • Procesador Skylake (y posterior)
  • Procesador Goldmont
• AMD :
  • Procesadores basados ​​en Jaguar y más recientes ^{[ 6 ]}
  • Procesadores basados ​​en Puma y más recientes
  • Procesadores de "equipos pesados"
    • Procesadores basados ​​en excavadoras ^{[ 7 ]}
    • Procesadores basados ​​en Piledriver
    • Procesadores basados ​​en apisonadoras
    • Procesadores basados ​​en excavadoras y más nuevos
  • Procesadores Zen
  • Procesadores Zen+
  • Procesadores Zen2 (y posteriores)

La presencia del conjunto de instrucciones CLMUL se puede comprobar probando uno de los bits de características de la CPU .

• Aritmética de cuerpos finitos
• Conjunto de instrucciones AES
• Conjunto de instrucciones FMA3
• Conjunto de instrucciones FMA4
• Conjunto de instrucciones AVX