Intel 推出多媒體擴展指令集 MMX（MultiMedia eXtensions），包含 57 條指令，主要增強 CPU 對多媒體資訊（3D 圖形、視訊、音訊）的處理能力。但 MMX 借用浮點運算器的 8 個暫存器，導致浮點運算速度下降。
全稱 Streaming SIMD Extensions。為彌補 MMX 不足，SSE 相容 MMX，新增 8 個 128-bit 專用暫存器（XMM0-XMM7），支援單指令多資料（SIMD）與單時脈週期並行處理多個浮點數，大幅提升浮點運算速度，且可全速執行，保證與浮點運算並行。
共 144 條指令，涵蓋浮點 SIMD、整數 SIMD、資料轉換、快取控制等。關鍵改進：引入 128-bit SIMD 整數運算與 64-bit 雙精度浮點運算新資料格式；新增快取指令讓程式設計師控制已快取資料，更有效利用高速快取。
（原文僅列標題，未展開。實際上 SSE3 於 2004 年隨 Prescott 核心推出，新增 13 條指令，優化執行緒同步、複數運算、向量運算等，進一步提升多媒體與科學計算效能。）