为何SSE/AVX要提供针对浮点类型的and/or/xor等位运算指令？

首先明确一个核心前提：这类浮点位运算指令和对应的整数_mm_*_si128指令的位运算结果完全一致，二者的差异仅体现在CPU微架构层面的执行域归属上，没有功能层面的区别。它的实际使用场景主要有三类：

• 避免向量执行域切换的性能开销
  当代x86 CPU的SSE执行单元通常分为独立的浮点运算域、整数运算域，部分架构还会单独拆分位运算域。如果代码上下文正在连续处理浮点向量（全是_mm_*_ps/_mm_*_pd类指令），中间插入整数域的_mm_*_si128指令会触发域切换，带来1~3个时钟周期的额外延迟。直接使用同域的浮点位运算指令可以完全规避这个开销，在高频计算的热点代码中收益非常明显。
• 简化浮点特定位操作的代码语义
  很多高频浮点操作本质就是特定位的修改，直接用浮点位运算指令不需要额外做类型转换，语义更直白：
  • 取浮点向量绝对值：清除最高位符号位，直接写_mm_and_ps(vec, _mm_castsi128_ps(_mm_set1_epi32(0x7FFFFFFF)))即可实现
  • 翻转浮点向量符号：反转最高位符号位，直接调用_mm_xor_ps(vec, sign_mask)即可
  • 合并符号与数值：从一个向量取符号位、另一个向量取数值位拼接，用_mm_or_ps可以直接完成整个操作
• 兼容旧代码与旧编译器
  早期SSE编程规范中没有提供_mm_castsi128_ps这类无开销的类型重解析intrinsic，开发者如果要操作浮点向量的位，要么手动做不安全的指针强转，要么直接使用浮点位运算指令。大量遗留代码至今仍在使用这类指令，保持了向下兼容性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex Guteniev