超线程


超线程 (正體)

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早期内含超执行绪技术的Pentium 4处理器之商标
后期内含超执行绪技术的Pentium 4处理器之商标

超执行绪英特尔所研发的一种技术,于2002年发布。超执行绪的英文是HT技术,全名为Hyper-Threading,中文又名超执行绪(中国大陆名称:超线程)。超执行绪技术原先只应用于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。早期代号为Jackson。

通过此技术,英特尔成为第一间公司实现在一个实体处理器中,提供两个逻辑线程。之后的Pentium D纵使不支援超执行绪技术,但就集成了两个实体核心,所以仍会见到两个逻辑线程。超执行绪的未来发展,是提升处理器的逻辑线程,英特尔有计划将8核心的处理器,加以配合超执行绪技术,使之成为16个逻辑线程的产品。

英特尔表示,超执行绪技术让处理器增加5%的裸晶面积,就可以换来15%~30%的效能。但实际上,在某些程式或未对多执行绪编译的程式而言,超执行绪反而会降低效能。除此之外,超执行绪技术亦要操作系统的配合,普通支援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执行绪。原先不支援多核心的Windows XP Home Edition却支援超执行绪技术。

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运作方式

每个单位时间内,CPU只能处理一个执行绪,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执行绪,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执行绪,模拟双核心运作。

顾虑

由于处理器实际上只有一个核心,能够提升的效能约为5~15%左右,且万一发生资源互抢的情形时,整体效能反而会下拉。这亦是AMD不提供虚拟双核心处理器的理由。另外,由于架构的不同,AMD的处理器对多工处理的表现会较好,所以没有迫切性令产品支援相关的技术。

要令到电脑支持超执行绪技术,必须要软件和硬件的配合。处理器本身要支援超执行绪,芯片组亦要支援相关处理器。为此,当时的Intel推出了新的芯片组,i865PE和i875P。要充分发挥超执行绪的效能,使用者要使用Windows 2000之后的操作系统,而Windows XP家用版亦同样支援超执行绪技术。除了微软的Windows外,Linux kernel 2.4.x亦开始支援该技术。软件方面,不是所有程式都可以发挥超执行绪,通常优化了多处理器的程式都可以支援到。此类软件通常是图形或视频处理软件。早期,游戏软件的支援是比较少。但随着多核心技术的普及,愈来愈多游戏软件支援多线程的处理器。

使用HT技术的CPU

Pentium 4 CPU中,Northwood及其之后推出的版本内建超执行绪技术;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执行绪技术的存在,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,所以仍然支援两个线程。

而英特尔在2008年推出的Intel Core i7Intel Atom处理器又支援类似HT的技术。

外部链接







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