AlekseySQLПосмотрел текущее положение дел с векторизацией:
1. Автовекторизация накладывает большое количество ограничений на циклы (заранее известное количество итераций + запрет на break и вызов функций).

Ну насчет "заранее известное количество итераций" это вроде не обязательно.
Компилятор с -O3 или с -fopenmp -lgomp и #pragma omp parallel for simd по идее сам выполнит итерации кратные 8 используя 128-битный paddd, а все оставшиеся (менее 8 итераций) через обычный add.
https://godbolt.org/g/19QRy8 movdqu xmm0, XMMWORD PTR [rbx+rdx]
add esi, 1
paddd xmm0, XMMWORD PTR [r12+rdx]
movups XMMWORD PTR [rcx+rdx], xmm0

А вот с запретом на вызов break, так это и с Intel C++ Class Libraries проблема, как вы вызовете break посредине SIMD-операции?
Ну а так по изгаляться можно и с -O3 или openmp: https://godbolt.org/g/EHHHQJ