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Youmu Liu
@@ -0,0 +1,182 @@
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# SIMDID（x86-64）64-bit 规范（按你给定的固定布局补全）
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本文按你指定的 **64-bit SIMDID** 位布局进行补全，重点给出 **AVX512 Feature 区段（[31..16]）** 的设计，使其既能覆盖 AVX-512 混乱的子集，又能保持分支逻辑尽量精简。
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> 约定：bit0 为最低位（LSB）。本文只定义 x86-64 解释器下的语义；Header 的 Root ISA 允许扩展到其他架构。
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## 1) ASCII 位布局（最终）
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```
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SIMDID (64 bits) [63 ........................................................ 0]
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+--------------------------+-----------+----------------+----------------+----------------+----------------+
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| [63..40] uArch/Policy | [39..32] | [31..16] | [15..8] | [7..4] | [3..0] |
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| (24 bits, optional) | AMX Future| AVX512 Feature | MainLevel | Manufacture | Root ISA |
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+--------------------------+-----------+----------------+----------------+----------------+----------------+
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- **[3..0] Root ISA**：根指令集类型（用于选择解释器）
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- **[7..4] Manufacture**：制造商信息（对 x86 来说 Intel/AMD 等）
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- **[15..8] MainLevel**：主 ISA 等级（递增、共享比特语义）
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- **[31..16] AVX512 Feature**：AVX-512 特征/子集/实现形态（重点）
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- **[39..32] AMX Future**：AMX 特征（目前可只放少量位）
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- **[63..40] uArch/Policy**：可选策略/微架构提示（默认 0，不影响功能）
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## 2) Root ISA（[3..0]）
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建议编码（你列出的架构较多，这里给一个可用的最小集合；不够可继续扩）：
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| 值 | Root ISA |
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|---:|----------|
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| 0 | Unknown |
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| 1 | x86-64 |
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| 2 | AArch64 |
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| 3 | PPC64LE |
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| 4 | Apple Silicon（如果你想把它当“制造商+ARM”以外的 note，也可放在 Manufacture；但你要求 Root ISA 里有它，那就给它一个值） |
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| 5 | RISC-V |
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| 6 | LoongArch |
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| 7..15 | Reserved |
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> 注：从体系结构角度 Apple Silicon 属于 AArch64；但你既然希望在 Root ISA 层面区分，那就这样定义即可（解释器由你决定）。
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## 3) Manufacture（[7..4]）
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在 **x86-64** 下建议：
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| 值 | Manufacture |
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|---:|-------------|
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| 0 | Unknown/Other |
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| 1 | Intel |
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| 2 | AMD |
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| 3 | VIA/Zhaoxin |
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| 4..15 | Reserved |
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在其它 Root ISA 下，该 nibble 由各自解释器自行定义（例如 ARM 下可放 Apple/Qualcomm/MediaTek 等）。
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## 4) MainLevel（[15..8]，递增）
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你要求“共用比特且递增”，也就是说数值越大能力越强（或至少在你的库调度中越靠后）。建议定为：
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| 值 | MainLevel |
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|---:|-----------|
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| 0 | NONE |
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| 1 | SSE（完整 SSE 家族：SSE1..SSE4.2） |
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| 2 | AVX2 |
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| 3 | AVX2_FMA |
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| 4 | AVX2_FMA_F16C（从该级开始可处理 16-bit 类型） |
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| 5 | AVX512（需要查询 [31..16]） |
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| 6 | AMX |
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| 7 | AVX10 |
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| 8..255 | Reserved |
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> 建议调度：`MainLevel` 是主 switch；只有当 `MainLevel>=AVX512` 才解析 `AVX512 Feature`；当 `MainLevel>=AMX` 才解析 `AMX Future`。
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## 5) AVX512 Feature（[31..16]）设计目标（精简版）
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目标改为：
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1) **基础 AVX512 一次性判定**：用 1 bit 表示“F+CD+VL+DQ+BW”这一捆绑基础包，避免多次子集判断。
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2) **胶水 vs 原生**：用实现字段直接区分 `AVX512-DUAL`（胶水/降频风险）与 `AVX512-NATIVE`（完整 512 位 ALU）。
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3) **小众/AI 扩展单独留位**：VNNI、BF16/FP16 等稀疏出现的扩展单独占位，基础路径不受干扰。
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## 6) AVX512 Feature 位布局（[31..16] = 16 bits，精简）
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AVX512 Feature (bits 31..16)
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| **bit** | 31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 |
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|-----------|-----|-----|------|------|------|-------|------|------|-------|-------|----|------|----|----|----|----|
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| **Usage** | R | R | FP16 | BF16 | VNNI | VBMI2 | VBMI | R/AI | Impl1 | Impl0 | R | BASE | R | R | R | R |
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说明：
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- **BASE（bit 20）**：基础 AVX512 一揽子，表示同时具备 `F + CD + VL + DQ + BW`。这是 AVX512 最低可用门槛，探测端若设为 1，应保证上述子集都成立。
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- **AVX512_IMPL（[23..22]，2-bit）**：实现形态（宽度策略）。
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| 值 | 含义 |
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|---:|------|
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| 0 | Unknown（需结合 Manufacture/uArch 决定策略） |
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| 1 | AVX512-DUAL（胶水/降频风险，建议默认 256 宽路径） |
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| 2 | AVX512-NATIVE（完整 512 位 ALU，可走 512 宽路径） |
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| 3 | Reserved |
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- **VBMI/VBMI2/VNNI/BF16/FP16（[29..26]）**：稀疏但常用的小类型/AI 扩展，按需设置。
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- **R/AI（bit 24）**：预留给未来 AI 或其他非密码学的自选扩展。
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- **[31..30]、[21]、[19..16]**：Reserved，按需再分配。
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## 7) “AVX512BASE” 判定（一次性检查）
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- **规则**：`BASE=1` 即视为具备 `F+CD+VL+DQ+BW`，无需逐项再查。探测端必须保持一致性，若无法保证全部子集齐备则应置 0。
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- **运行时分支**：
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- 若 `MainLevel < AVX512`：直接降级到 AVX2/FMA 路径。
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- 否则：
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- 检查 `BASE`；若为 0 则降级到 AVX2/FMA（或视为探测错误）。
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- 查看 `AVX512_IMPL`：`DUAL` 走 256 宽/降频安全路径，`NATIVE` 走 512 宽路径。
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- 需要小类型/AI 能力时，按位查看 `VNNI/BF16/FP16/VBMI/VBMI2`。
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## 8) AMX Future（[39..32]，8 bits）
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你已经留了 1 个字节，建议先只定义 3 个最常见位，其余保留：
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| bit（相对 [39..32]） | 名称 | 说明 |
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|---:|------|------|
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| 0 | AMX_TILE | tile 基础 |
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| 1 | AMX_INT8 | INT8 tile |
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| 2 | AMX_BF16 | BF16 tile |
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| 3..7 | Reserved | |
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当 `MainLevel < AMX` 时，这个字节可全为 0。
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## 9) uArch/Policy（[63..40]，24 bits）
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用途：**你不想浪费比特，但又需要解决“Intel 早期/AMD 胶水”这类非 CPUID 纯子集能解决的问题**。
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把它留作可选策略字段，默认 0；你需要时再启用。
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建议最小化用法：
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- `0`：未使用
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- `1`：ForceDual（即使 impl unknown 也当 AVX512-DUAL）
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- `2`：ForceNative（即使 impl unknown 也当 AVX512-NATIVE）
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- `3..`：你自己维护的 uArch 枚举（例如 SKX/ICL/SPR/ZEN4/ZEN5…）
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> 由于你是单人维护，最现实的策略是：
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> - AMD：探测端直接把 `AVX512_IMPL=DUAL`（无需 uArch）
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> - Intel：仅对你关心的少数型号做 uArch 枚举，否则 unknown 走默认策略
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## 10) 建议的最简探测端填充规则（x86-64）
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1) 先填 `RootISA=x86-64`、`Manufacture=Intel/AMD`
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2) 计算 `MainLevel`（按你递增规则）
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3) 若 `MainLevel >= AVX512`：
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- 若探测到 `F+CD+VL+DQ+BW` 全部成立，则置 `BASE=1`，否则 `BASE=0`
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- 填 `AVX512_IMPL`：
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- AMD：DUAL（按你的定义）
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- Intel：可按 family/model 或 policy 表决定 DUAL/NATIVE；不确定就 Unknown
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- 需要 VNNI/BF16/FP16/VBMI/VBMI2 时，按位填写对应扩展
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4) 若 `MainLevel >= AMX`：填 AMX byte
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## 11) 你需要做的一个选择（高位保留位如何分配）
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目前 `[31..24]` 留作扩展/AI：示例定义为 FP16/BF16/VNNI/VBMI2/VBMI + 1 个预留位。
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如果你更需要 IFMA 或其他非密码学扩展，请替换 bit26~29 的定义；`BASE` 与 `Impl` 保持不变即可。
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