超线程技术

待我称王封你为后i 2022-04-15 01:53 332阅读 0赞

超线程是Intel 所研发的一种技术，于2002年发布。超线程的英文是HT技术，全名为Hyper-Threading，中文又名超线程。超线程技术原先只应用于Intel Xeon处理器中，当时称为Super-Threading。之后陆续应用在Pentium 4中，将技术主流化。

通常来说，超线程功能在BIOS里是默认开启的，  
如果你CPU支持超线程，则会自动模拟为物理核心X2；  
如果超线程没有开启，可以在开机的时候，进入BIOS里，找Hyper-Threading项，改为enabled就是开启超线程

英特尔表示，超线程技术让(P4)处理器增加5%的裸晶面积，就可以换来15%~30%的效能提升。但实际上，在某些程序或未对多线程编译的程序而言，超线程反而会降低效能。除此之外，超线程技术亦要操作系统的配合，普通支持多处理器技术的系统亦未必能充分发挥该技术。例如Windows 2000，英特尔并不鼓励使用者在此系统中利用超线程。原先不支持多核心的Windows XPHome Edition却支持超线程技术。

**工作原理：**  
尽管提高CPU的时钟频率和增加缓存容量后的确可以改善性能，但这样的CPU性能提高在技术上存在较大的难度。实际上在应用中基于很多原因，CPU的执行单元都没有被充分使用。如果CPU不能正常读取数据(总线/内存的瓶颈)，其执行单元利用率会明显下降。另外就是大多数执行线程缺乏ILP(Instruction-Level Parallelism，指令级别并行)支持。这些都造成了CPU的性能没有得到全部的发挥。因此，Intel则采用另一个思路去提高CPU的性能，让CPU可以同时执行多重线程，就能够让CPU发挥更大效率，即所谓"超线程(Hyper-Threading，简称"HT")"技术。超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把一个物理内核模拟成两个逻辑内核，让单个处理器都能使用线程级并行计算，进而兼容多线程操作系统和软件，减少了CPU的闲置时间，提高了CPU的运行速度。采用超线程即是可在同一时间里，应用程序可以使用芯片的不同部分。虽然单线程芯片每秒钟能够处理成千上万条指令，但是在任一时刻只能够对一条线程进行操作。而超线程技术可以使芯片同时进行多线程处理，使芯片性能得到提升。

超线程技术是在一颗CPU同时执行多个程序而共同分享一颗CPU内的资源，理论上要像两颗CPU一样在同一时间执行两个线程，P4处理器需要多加入一个Logical CPU Pointer(逻辑处理单元)。因此新一代的P4 HT的die的面积比以往的P4增大了5%。而其余部分如ALU(整数运算单元)、FPU(浮点运算单元)、L2 Cache(二级缓存)则保持不变，这些部分是被分享的。

虽然采用超线程技术能同时执行两个线程，但它并不像两个真正的CPU那样，每个CPU都具有独立的资源。当两个线程都同时需要某一个资源时，其中一个要暂时停止，并让出资源，直到这些资源闲置后才能继续。因此超线程的性能并不等于两颗CPU的性能。

**实现条件**  
需要CPU支持正式支持超线程技术的CPU有Core i3、Core i5、Core i7全系。  
在老CPU中，Pentium4 3.06GHz 、2.40C、2.60C、2.80C 、3.0GHz、3.2GHz以及Prescott处理器，还有部分型号的Xeon支持超线程技术。  
需要主板芯片组支持  
需要正式支持超线程技术的主板芯片组支持超线程技术的使用，而早前的一些芯片组只能升级BIOS就可以解决支持的问题  
需要主板BIOS支持  
主板厂商必须在BIOS中支持超线程才行。  
需要操作系统支持  
微软的操作系统中只有Windows XP专业版及后续版本支持此功能，而在Windows 2000上实现对超线程支持的计划已经取消了。  
需要应用软件支持  
一般来说，只要能够支持多处理器的软件均可支持超线程技术，但是实际上这样的软件并不多，而且偏向于图形、视频处理等专业软件方面，游戏软件极少有支持的。

*  CPU的支持，实现"超线程"的功能必须选购一块支持"HT"技术的处理器。Intel 支持这一技术的CPU有Core i3、Core i5、Core i7全系。在老CPU中，Pentium4 3.06GHz 、2.40C、2.60C、2.80C 、3.0GHz、3.2GHz以及Prescott处理器，还有部分型号的Xeon支持超线程技术。  
    \*主板芯片组和主板BIOS的支持  
    正式支持"HT"技术的芯片组有Intel的875P、E7205、850E、865PE/G/P、845PE/GE/GV、845G(B-stepping)、845E。其中875P、E7205、865PE/G/P、845PE/GE/GV以及最新推出的 915/925芯片组均可直接支持超线程技术的使用，而早前的845E以及850E芯片组，只要升级BIOS就可以解决支持的问题。SiS方面有SiS645DX(B版)、SiS648(B版)、SiS655、SiS658、SiS648FX。VIA方面有P4X400A、P4X600、P4X800。同时，主板的BIOS也必须支持超线程功能。  
    \*操作系统和应用软件的支持  
    在微软的操作系统中只有Windows XP及以上的版本才能正式支持"超线程"技术，Windows 98/Me/2000均不支持此项功能。  
    一般说来，最大发挥HT技术的运行效能还需要真正支持超线程技术的软件。