手搓还能赢编译器？FFmpeg靠手写汇编，把一个功能提速100倍！

编译 | 苏宓

出品 | 优快云（ID：优快云news）

在高性能计算动辄卷上 AI、大模型和 GPU 加速的今天，还有人在默默手写汇编代码，并且——赢了编译器。

开源且功能强大的音视频处理工具集 FFmpeg 的开发者最近又出手了。在他们刚刚提交的一个补丁中，通过手写汇编代码“手搓”了一段关键路径，成功让 FFmpeg 一个功能的性能得到大幅提升。据称，达到了“快 100 倍”的效果。

当然，开发人员随即也马上解释清楚：这不是整个 FFmpeg 都变快了，而是某个特定的功能模块，名为 rangedetect8_avx512，在应用了手动优化后获得了惊人的提速。

而即使你的设备并不支持新款 AVX512 指令集，使用 rangedetect8_avx2 版本的代码，也能感受到高达 64% 的性能提升。

迄今为止，只有一个函数享受了如此极端的速度提升

很多人可能会好奇，汇编语言不是早就没人用了么？

其实不然。

FFmpeg 就是少数仍在广泛使用汇编代码的“忠实用户”之一。他们坚持在性能瓶颈处用汇编“手搓优化”，效果往往比现代编译器自动生成的指令更高效，甚至“拉开好几个数量级”。

这一点在他们的实际成果中体现得淋漓尽致。2023 年 11 月，FFmpeg 项目曾有一次类似的性能突破，当时某些操作速度提高了 94 倍。

而这次的新补丁，更是把 rangedetect8 这一功能的处理速度提升到一个新的高度。

简单来看，rangedetect8 是 FFmpeg 中的一个视频过滤器（filter），用于对图像中的像素值进行“范围检测”。

虽然这个过滤器是“一个不太常用的功能”，但它是 SIMD（单指令多数据） 指令的绝佳测试场。手写汇编的方式，能更精准地控制 CPU 的指令执行方式和寄存器调度，大幅提升并行处理效率。这些，恰恰是编译器目前还很难做到的。

正因此，FFmpeg 在项目推文中对现代编译器提出了直言不讳的批评——“编译器的寄存器分配器太拉垮了。”

寄存器的调度和分配，是性能优化中的关键一环。而现代 C/C++ 编译器虽然足够智能，但在一些对极致性能要求苛刻的场合，手写汇编依然能拉出一大截差距。

这也是为什么一些高级性能工具，比如数据库引擎、视频转码器、图像处理库，至今还保留了手写汇编路径，作为“性能保底”的手段。

为什么还有人写汇编？

回溯到 1980–1990 年代家用计算机的黄金时期，硬件能力有限，内存、CPU资源稀缺，程序员几乎只能靠“榨干每一个指令周期”来提升性能。那时候写汇编，不是情怀，而是生存需要。

而如今，即使资源已经极大丰富，但在某些对性能极度敏感的场景，比如：

• 嵌入式设备和硬件驱动

• 操作系统和编译器内核

• 安全研究与逆向工程

• 高性能计算（HPC）、视频处理

汇编依然是无法替代的“终极语言”。FFmpeg 项目的开发人员甚至还为此成立了“汇编优化学校”，鼓励更多开发者学习、传承这项古老而实用的技艺。

那么，你对手写汇编怎么看？在这个 AI 自动生成代码、LLM 自动补齐的时代，它还值得学习吗？

参考：

https://www.tomshardware.com/software/the-biggest-speedup-ive-seen-so-far-ffmpeg-devs-boast-of-another-100x-leap-thanks-to-handwritten-assembly-code 

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