自从Intel在P55C Pentium加入MMX(MultiMedia Extensions)指令以来，x86指令集就不断得到扩充，3D Now!之类的扩展集时有出现。这些指令集主要都是通过SIMD的方式来提升多媒体数据处理能力。

　　指令数量达到57条的MMX扩展集属于侧重整数运算的扩展指令集，除了整数运算，浮点运算也是非常重要的，Intel在1999年首次在Pentium III处理器中引入了SSE(Streaming SIMD Extensions)扩展指令集来增强x86架构的浮点运算能力，SSE初代包括了70条新指令，其中包含提高3D图形运算效率的50条SIMD（单指令多数据技术）浮点运算指令、12条MMX 整数运算增强指令、8条优化内存中连续数据块传输指令。

　　在SSE之后Intel很快在2000年的Willamette Pentium 4中推出了SSE2指令集，这个指令集的指令数目达到了非常之多的144条，用于提升双精度向量运算能力和128位向量整数运算能力，可见SSE指令集也并不是仅仅包括浮点运算的，SSE可以做看作是IA32架构按照形势需要而作的不断扩充。

　　在2000年推出SSE2之后，Intel很久没有进行这方面的大扩充了，在2004年增加的SSE3只包括了13条新指令（首先在Prescott Pentium 4中出现），2006年增加的SSSE3(Supplemental Streaming SIMD Extensions 3)只包括32条新指令（首先在Core 2 Duo上出现），前者主要提升复数运算性能，后者主要改进了解码性能，或许是由于提前发布的缘故（原来计划包括在SSE4中），SSSE3并没有采用SSE4这样的命名。

　　从指令数目上看，SSE4的47条也是2000年来最多的变化，同时，SSE4中增加了的指令改进了整数和浮点操作，支持DWORD和QWORD操作，新的单精度FP操作、快速寄存器操作、面向性能优化的内存操作等等，包括了图形、图像、数据装载各方面的革新，因此称其为SSE2以来最大的指令集变动也是不为过的。利用支持SSE4指令集的编译器编译之后，包括图形/图像处理、视频处理、2D/3D创作、多媒体、游戏、内存敏感负载、高性能计算等应用都会受益。

　　SSE4指令集的具体指令如下图所示，按照目前的资料，SSE4指令集还将分为两个版本：4.1和4.2，SSE4.1版本将随着45nm Penryn发布，而SSE4.2版本将会随着Penryn的下一代Nehalem发布，4.1将包括47条指令，4.2将包括7条指令，因此下图的指令数目实际上并不是47，未来的SSE4.2指令数目也可能会有变动。

　　对于Nehalem的SSE4.2，Intel的Gelsinger介绍说，这7条指令集的用途各有不同，比如有面向CRC-32和POP Counts等特定应用的，有特别针对XML等的流式指令。Gelsinger称，新指令集可以将256条指令合并在一起执行，从而让XML类工作的性能提高3倍。