超線程技術(shù):提高CPU性能的一種方法
為了提高CPU的性能,CPU生產(chǎn)商通常會提高時鐘頻率和增加緩存容量。然而,這種方法在技術(shù)和成本上都有限制。另外,目前大多數(shù)執(zhí)行線程缺乏ILP(Instruction-Level Parallelism
為了提高CPU的性能,CPU生產(chǎn)商通常會提高時鐘頻率和增加緩存容量。然而,這種方法在技術(shù)和成本上都有限制。另外,目前大多數(shù)執(zhí)行線程缺乏ILP(Instruction-Level Parallelism,多種指令同時執(zhí)行)的支持,導致CPU性能沒有得到全部發(fā)揮。
為了解決這些問題,Intel采用了超線程(Hyper-Threading,簡稱HT)技術(shù)。超線程技術(shù)利用特殊的硬件指令,將兩個邏輯內(nèi)核模擬成兩個物理芯片,使單個處理器能夠使用線程級并行計算,兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件,提高CPU的運行效率。
超線程技術(shù)的工作原理
超線程技術(shù)實際上是讓一顆CPU同時執(zhí)行多個程序并共享一顆CPU內(nèi)的資源。它通過引入邏輯處理單元(Logical CPU Pointer)來模擬兩個邏輯CPU,并使應(yīng)用程序在同一時間里可以使用芯片的不同部分。
盡管超線程技術(shù)可以同時執(zhí)行兩個線程,但它并不等同于兩個真正的CPU,每個CPU都具有獨立的資源。當兩個線程同時需要某一個資源時,其中一個要暫時停止,并讓出資源,直到這些資源閑置后才能繼續(xù)。因此,超線程的性能并不等于兩顆CPU的性能。
超線程技術(shù)的優(yōu)缺點
優(yōu)點:
- 提高CPU的運行效率,減少CPU的閑置時間。
- 兼容多線程操作系統(tǒng)和軟件,可以同時執(zhí)行多個程序。
缺點:
- 當運行單線程軟件時,超線程技術(shù)可能會降低系統(tǒng)性能。
- 被停止運行的邏輯CPU會等待工作,占用一定的資源。
超線程技術(shù)的支持
為了能夠發(fā)揮超線程技術(shù)的優(yōu)勢,需要芯片組和軟件的支持。
支持超線程技術(shù)的操作系統(tǒng)包括:
- Microsoft Windows XP
- Microsoft Windows 2003
- Linux kernel 2.4.x以后的版本
目前支持超線程技術(shù)的芯片組包括:
- Intel芯片組:845E之后推出的所有芯片組,如845PE/GE/GV、865/875系列以及915/925系列。
- VIA芯片組:P4X400之后推出的所有芯片組,如P4X400、P4X533、PT800、PT880、PM800和PM880。
- SIS芯片組:SIS655、SIS648FX、SIS661FX、SIS655FX、SIS655TX、SIS649和SIS656。
- ULI芯片組:M1683和M1685。
- ATI芯片組:所有在Intel平臺推出的芯片組,如Radeon 9100 IGP、Radeon 9100 Pro IGP和RX330。
- nVidia芯片組:即將推出的nForce5系列芯片組。