Broadwell 新增 5 條擴展指令

Intel 「 Broadwell 」微架構針對加密運算及保安應用，新增 5 條全新擴展指令，包括ADCX/ADOX 、 PCLMULQDQ 、 RDSEED 及 SMAP 指令，以滿意現令網絡應用及伺服器領域所需。

新增 Intel ADX 擴展指令集，讓 x86 架構能支援任意精度運算，加入兩個全新指令 (ADCX) 和 (ADOX) ，相較舊有的 (ADC) 和 (SBB) 指令能同時設置溢出和進位使用。此外，「 Broadwell 」微架構針對 ECDH-p256 、 RSA-2048 運算作出強化，令 RSA公鑰加密運算以及所有基於 GNU 多精度程式庫編寫的應用程式將得到性能加速。

更快速的打包無進位乘法運算 (Carryless Multiply) ， 新增 (PCLMULQDQ) 指令能加速 CRC 運算速度，提供 AES-128-GCM 硬體加速運算，例如 Hashes 散列 、 Integrity checks 完整性檢驗等運算。

新增隨機數生成指令(RDSEED)，能產生 16Bit 、 32Bit 及 64Bit非確定性隨機數，主要是為了滿足全新 NIST SP800-90B 及 NIST SP800-90C 的 安全和加密標準，透過 CPU 內部的異步運行自定時電路，在矽晶片內產生一組隨機 3GHz 高頻熱聲噪生成隨機數。

新增管理模式訪問保護指令 (SMAP) ，與上代「 Haswell 」微架構的 (SMEP) 指令應用方式相似，主要分別是 SMEP 指令啟動後任何程式碼在觸碰最底層權限時將會被產生錯誤而結束，而 SMAP 指令則是當任何程序嘗試讀取最底層資料時，將會被產生錯誤而結束。

強化 TSX-NI 、 VT 功能

為了讓開發者更易針對 Intel 微架構進行性能優化， Intel 「 Broadwell 」微架構針對處理器跟踪能力進行強化，讓開發者在 Intel 處理器上調試新微架構帶來的性能提升，在跟踪線程時減低所需的工作負載並加速完成，令開發者除錯變得更易更具效率，更易針對全新微架構作出優化，加速軟體的上市時程。

此外， Intel 於上代「 Haswell 」微架構中首次加入全新 Transactional Synchronization Extensions(TSX-NI) 事務性同步擴展功能，採用全新 TSX 指令的應用程式可以透過 Fine-Grained Thread Lock 令多線程執行性能提升，不過「 Haswell 」微架構被發現其 TSX-NI 指令集存在嚴重錯誤，最終 Intel 透過更新 Microcode 把「 Haswell 」微架構的 TSX-NI 指令集屏蔽。

後來的 Haswell Refresh 」處理器中把 TSX-NI 錯誤修正了，而「 Broadwell 」微架構則針對 TSX-NI 指令的加速效率進再強化，相比「 Haswell Refresh 」在處理較大規事務規模時有更佳的讀取及跟踪線程的表現，減少使用 Write Buffer 暫存以降低延遲。

Intel 「 Broadwell 」微架構針對 Virtualization Technology (VT) 性能作出強化，透過硬體改良以減低虛擬化的延遲，包括更短的 Guest 與 Host 轉換時間，更高速的 APICv 虛擬化 (APIC Virtualization) 執行效率。

此外，「 Broadwell 」微架構針對 L2 TLB 作出的改良，支援更多的 Enties 及加入額外的 1G Pages L2 TLB ，令 Intel 「 Broadwell 」微架構擁有更佳的 Round-trip 延遲值表現，能進一步降至只需約~ 400 Cycles ，同時加入了全新針對虛擬化數據中心的新功能，包括 QoS 資源排程、加入容錯設定等等。

SIMD Instruction Extensions Introduction by Intel Microarchitectures