什么是超线程技术?

Technology)是Intel在2002年发布的一项新技术。Intel率先在XERON处理器上得到应用。由于使用了该技术，Intel将是世界上首枚集成了双逻辑处理器单元的物理处理器(其实就是在一个处理器上整合了两个逻辑处理器单元)的提供者，据说此项技术能够提高30%的处理器性能。所谓超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把多线程处理器内部的两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，从而使单个处理器就能“享用”线程级的并行计算的处理器技术。多线程技术可以在支持多线程的操作系统和软件上，有效的增强处理器在多任务、多线程处理上的处理能力。

超线程技术可以使操作系统或者应用软件的多个线程，同时运行于一个超线程处理器上，其内部的两个逻辑处理器共享一组处理器执行单元，并行完成加、乘、负载等操作。这样做可以使得处理器的处理能力提高30%，因为在同一时间里，应用程序可以充分使用芯片的各个运算单元。

对于单线程芯片来说，虽然也可以每秒钟处理成千上万条指令，但是在某一时刻，其只能够对一条指令(单个线程)进行处理，结果必然使处理器内部的其它处理单元闲置。而“超线程”技术则可以使处理器在某一时刻，同步并行处理更多指令和数据(多个线程)。可以这样说，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。

实现超线程的五大前提条件:

(1)需要CPU支持

目前正式支持超线程技术的CPU有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。

(2)需要主板芯片组支持

正式支持超线程技术的主板芯片组的主要型号包括Intel的875P，E7205，850E，865PE/G/P，845PE/GE/GV，845G(B-stepping)，845E。875P，E7205，865PE/G/P，845PE/GE/GV芯片组均可正常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。

(3)需要主板BIOS支持

主板厂商必须在BIOS中支持超线程才行。

(4)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Windows2000上实现对超线程支持的计划已经取消了。

(5)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。应用软件有Office

2000、Office

XP等。另外Linux

kernel

2.4.x以后的版本也支持超线程技术。

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够同时执行两个线程，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。

超线程与效能提升

一般很多人都会认为，采用超线程技术，就能使得系统效能大幅提升，但是事实真是如此么?不要忘了我们前面说到的超线程技术实现的必要条件，这可是超线程技术发挥应有效能的前提条件。除了操作系统支持之外，还必须要软件的支持。从这点我们就可以看出，就目前的软件现状来说，支持双处理器技术的软件毕竟还在少数。对于大多数软件来说，目前由于设计的原理不同，还并不能从超线程技术上得到直接的好处。因为超线程技术是在线程级别上并行处理命令，按线程动态分配处理器等资源。该技术的核心理念是“并行度(Parallelism)”，也就是提高命令执行的并行度、提高每个时钟的效率。这就需要软件在设计上线程化，提高并行处理的能力。而目前PC上的应用程序几乎没有为此作出相应的优化，采用超线程技术并没不能获得效能的大幅提升。

如果我们CPU将一件工作，分成10份，由10个人来分别完成，只有10个人全完成了，这个工作才算全完成，可以理解为10跳流水线共同完成完这项工作的所有部分，CPU才可以进行下一件工作。

一件工作分得越细致，需要的人越多，流水线就越长，效率（CPU频率）越高，就像工厂里的生产线一样。然而可能分给每个人（每条流水线）的任务不尽相同，有的先完成了，有的后完成了，先完成的必须等待后完成的做完了才可以进行CPU下一工作。

这样就造成了空闲。流水线做的越长（工作分得越细致、共同完成这个工作的人越多）这种情况越严重。因此超线程技术就诞生了，超线程技术实际上是虚拟一个CPU，让已经完成自己任务的，进入等待状态的流水线（那个分配的任务比较轻的，干活比较快的人），提前进行下一任务。理论上这样可以提高效率。