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  • 超线程技术”是“超线程”的同义词。

    超线程

    超线程是英特尔所研发的一种技术,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。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)。超线程技术就是利用特殊的硬件指令,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,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,提高的CPU的运行速度。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 超线程 外文名: Hyper-Threading
    别名: 超线程 使用类型: 线程技术
    开发者: 英特尔 运行系统: Windows
    应用平台: PC 发行日期: 2002年
    文件类型: 线程技术

    目录

    工作原理/超线程 编辑

    超线程芯片超线程芯片

    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。另外就是目前大

    多数执行线程缺乏ILP(Instruction-Level Parallelism,指令级别并行)支持。这些都造成了目前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,把两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,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,提高的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指令进行操作。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,但它并不象两个真正的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。

    运作方式/超线程 编辑

    每个单位时间内, CPU只能处理一个线程,以这样的单位进行,如果想要在单位时间内处理超过一个的线程,是不可能的,除非是有两个 核心处理单元,英特尔的 HT技术便是以单个核心处理单元,去整合两个逻辑处理单元,也就是一个实体 核心,两个逻辑 核心,在单位时间内处理两个线程,模拟 双核心运作。

    技术支持/超线程 编辑

    技术原理

    超线程技术效果图超线程技术效果图

    “超线程”(Hyperthreading Technology)技术就是通过采用特殊的硬件指令,可以把两个逻辑内核模拟成两个物理超线程芯片,在单处理器中实现线程级的并行计算,同时在相应的软硬

    件的支持下大幅度的提高运行效能,从而实现在单处理器上模拟双处理器的效能。其实,从实质上说,超线程是一种可以将CPU内部暂时闲置处理资源充分“调动”起来的技术。

    实现条件

    * 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

    目前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。

    使用前提/超线程 编辑

    需要CPU支持

    目前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

    目前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。

    支持超线程的软件:

    Games, Game Engines, And Middleware

    Activision Ghostbusters

    Capcom Lost Planet Colonies

    Capcom Resident Evil 5

    CJ Internet Prius Online

    Codemasters GRID (withpatch)

    Codemasters Operation Flashpoint: Dragon Rising

    Crytek Crysis Warhead (Windows XP only)

    EA Need for Speed: SHIFT

    Havok SDKv5.5 (Tool / Middleware)

    Illuminate Labs Beast 5 (Tool/Middleware)

    Geomerics Enlighten

    Kingsoft Mission Against Terror

    Kingsoft JX Online III

    NC Soft Aion

    NC Soft Lineage II

    Neowiz Alliance of Valiant Arms

    Sega Football Manager 2009

    Sega Football Manager 2010

    Sega Empire: Total War (with patch)

    Simul Software Ltd Simul Weather (Middleware)

    THQ Relic Company of Heroes

    Trinigy Vision Engine v7 (Middleware)

    Ubisoft Assassin’s Creed

    Ubisoft Far Cry 2 (with patch)

    Ubisoft HAWX

    Ubisoft World in Conflict: Soviet Assault

    Winking Sakura

    Media And Productivity Software

    ABBYY Fine Reader

    Adobe After Effects

    Adobe Photoshop*

    Adobe Photoshop Lightroom

    Adobe PremierePro

    Arcsoft Total Media Showbiz DVD

    AutoDesk3ds Max*

    Autodesk Maya

    Avid Pinnacle Studio

    BibbleLabs Bibble

    Blender

    Cakewalk SonarProducer

    Cineform Prospect HD

    Corel DVD Factory in Digital Studio

    Corel Video Studio

    Cyberlink MediaShow & MediaShow Espresso

    Cyberlink Power Director

    Cyberlink Power Producer

    HandBrake*

    Ichikawa Soft Laboratory SILKYPIX

    KolorAutopanoPro & Giga

    Magix Video Deluxe / MovieEditPro

    MainConcept Reference Encoder and Decoder*

    Maxon Cinema 4D & Cinebench*

    Microsoft Excel

    Microsoft Expressions Encoder

    MicrosoftWindows LiveMovie Maker

    Movavi Video Converter

    NeroMultimedia Suite

    Newtek Lightwave

    Nik Software Silver Efex Pro

    On2 Technology True Motion VP8

    Pegasys TMPGEnc Xpress

    Persistence of Vision Raytracer

    Photodex Proshow Gold

    RARLABWinRAR*

    SonicRoxio Creator

    Sonic Solutions Cineplayer

    Sony ACID Music Studio

    Sony Sound Forge Audio Studio

    Sony Sound Forge Pro

    Sony Vegas Pro

    Sony Acid Pro

    Sorenson Media Squeeze

    Steinberg Cubase

    Steinberg Nuendo

    VirtualDubw/Divx

    XtraSens Retina

    3ivx MPEG-4

    技术优点/超线程 编辑

    1. 超线程技术的优势在于同时进行多任务 批处理工作,尽管现在 支持超线程技术的 软件不多,也只有少数的 软件可以享受到由超线程技术带来的性能提升,但是这符合今后软件等技术的发展方向,今后更多的软件将受益于超线程技术。

    2.从目前来看,部分客户发可以发觉在运行某些特定软件时, 超线程技术让系统有了30%的性能提升,为超线程技术优化的软件都能够享受到超线程技术的好处。

    3.客户同时运行两个以上的 软件时候,将可以明显的感受到这两个软件的性能都得到提升相比关闭 超线程技术的情况下都有很大的提升,超线程技术的效率优势只有在多任务操作时候才能得到发挥。

    4.目前 支持超线程技术的Windows XP 操作系统,其中的很多系统 软件都已经针对超线程技术优化过,因此在使用Windows 操作系统的时候可以很好的享受到超线程技术带来好处。

    技术缺点/超线程 编辑

    1.因为 超线程技术是对 多任务处理有优势,因此当运行 单线程运用软件时,超线程技术将会降低系统性能,尤其在多线程操作系统运行单线程软件时将容易出现此问题。

    2.在打开超线程支持后,如果 处理器以双 处理器模式工作,那么处理器内部 缓存就会被划分成几区域,互相共享内部资源。对于不支持多处理器工作的 软件在双处理器上运行时出错的概率要比单处理器 上高很多。

    3.目前因为很多 工作站 软件为Windows 2000 操作系统进行过优化,但是采用Windows 2000这样的操作系统的工作站无法完全利用 超线程技术的优势,也带来不了高的工作效率

    4. 超线程技术只能提高40%左右的性能(测评时可以看成50%,即Core i3 的执行效率为3核速率,Core i5 4核 HT与Core i7 的执行效率为6核速率)

    与 双核心区别

    超线程(Hyper Threading)技术,是近几年在程序处理上比较经典的解决方案,具有 超线程技术的CPU,搭配 支持超线程技术的Windows 系统(Windows XP/2003),可以减少 系统资源的浪费,从而提高了 处理器的工作效率。

    实际上, 超线程技术是把一个 处理器模拟为两个 处理器使用,这样能有效地利用和分配资源,达到提高整体性能的目的,这就是为什么超线程CPU在系统中也会被识别成两个CPU的原因。

    双核心CPU则不同, 双核心处理器的概念就是将两颗处理器的芯片,通过全新的封装技术,整合成为一颗处理器,在这一颗处理器中拥有两颗核心,真正地实现了多处理器 协同工作。双核心 处理器核心内的资源都是独立的,而且也可以交换使用资源,核心与核心之间沟通的延迟远比多个单核心处理器同时运行好。

    支持的芯片组/超线程 编辑

    目前支持超线程技术的芯片组包括如下:

    Intel芯片组:845Intel芯片组:845

    Intel芯片组: 845、845D和845GL是不支持支持超线程技术的;845E芯片组自身是支持超线程技术的,许多主板都需要升级BIOS才能支持;在845E之后推出的所有芯片组都支持支持超线程技术,例如845PE/GE/GV以及所有的865/875系列以及915/925系列芯片组都支持超

    线程技术。

    VIA芯片组: P4X266、P4X266A、P4M266、P4X266E和P4X333是不支持支持超线程技术的,在P4X400之后推出的所有芯片组都支持支持超线程技术,例如P4X400、P4X533、PT800、PT880、PM800和PM880都支持超线程技术。

    SIS芯片组: SIS645、SIS645DX、SIS650、SIS651和SIS648是不支持支持超线程技术的;SIS655、SIS648FX、SIS661FX、SIS655FX、SIS655TX、SIS649和SIS656则都支持超线程技术。

    ULI芯片组:M1683和M1685都支持超线程技术。

    ATI芯片组:ATI在Intel平台所推出的所有芯片组都支持超线程技术,包括Radeon 9100 IGP、Radeon 9100 Pro IGP和RX330。

    nVidia芯片组:即将推出的nForce5系列芯片组都支持超线程

    Pentium 4CPU中,Northwood及其之后推出的版本内建超线程技术;但在早期的Northwood核心中,一些型号的HT技术被关闭,纵使有软件侦测到超线程技术的存在,使用者并不可以启用。;而双核心的Pentium D中也只有EE版提供HT技术。(详见:Pentium D 处理器列表、Intel Pentium 4处理器列表)

    英特尔的Core 2 Duo处理器则没有HT技术。但处理器已集成了两个实体核心,所以仍然支持两个线程。

    而英特尔在2008年推出的Intel Core i7及Intel Atom处理器又支持类似HT的技术,在Nehalem中,Hyper-Threading大举卷土重来。在 IntelNetBurst架构的 Northwood 版本中开始导入的 Hyper-Threading-在 Intel 世界之外称为 Simultaneous Multi-Threading (SMT)-是善用线程平行性的方法,让单一核心在应用软件层能提供两个逻辑核心、而且确实可以提升一些效能。

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