CPU的超线程技术
cpu的超线程技术
cpu生产商为了提高cpu的性能，通常做法是提高cpu的时钟频率和增加缓存容量。不过目前cpu的频率越来越快，如果再通过提升cpu频率和增加缓存的方法来提高性能，往往会受到制造工艺上的限制以及成本过高的制约。
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，多种指令同时执行）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的运行效率。
采用超线程及时可在同一时间里，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。
英特尔p4 超线程有两个运行模式，single task mode（单任务模式）及multi task mode（多任务模式），当程序不支持multi-processing（多处理器作业）时，系统会停止其中一个逻辑cpu的运行，把资源集中于单个逻辑cpu中，让单线程程序不会因其中一个逻辑cpu闲置而减低性能，但由于被停止运行的逻辑cpu还是会等待工作，占用一定的资源，因此hyper-threading cpu运行single task mode程序模式时，有可能达不到不带超线程功能的cpu性能，但性能差距不会太大。也就是说，当运行单线程运用软件时，超线程技术甚至会降低系统性能，尤其在多线程操作系统运行单线程软件时容易出现此问题。
需要注意的是，含有超线程技术的cpu需要芯片组、软件支持，才能比较理想的发挥该项技术的优势。操作系统如：microsoft windows xp、microsoft windows 2003，linux kernel 2.4.x以后的版本也支持超线程技术。目前支持超线程技术的芯片组包括如：
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，但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和早期sis648是不支持支持超线程技术的；后期的sis648、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技术。
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采用超线程及时可在同一时间里，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。
英特尔p4 超线程有两个运行模式，single task mode（单任务模式）及multi task mode（多任务模式），当程序不支持multi-processing（多处理器作业）时，系统会停止其中一个逻辑cpu的运行，把资源集中于单个逻辑cpu中，让单线程程序不会因其中一个逻辑cpu闲置而减低性能，但由于被停止运行的逻辑cpu还是会等待工作，占用一定的资源，因此hyper-threading cpu运行single task mode程序模式时，有可能达不到不带超线程功能的cpu性能，但性能差距不会太大。也就是说，当运行单线程运用软件时，超线程技术甚至会降低系统性能，尤其在多线程操作系统运行单线程软件时容易出现此问题。
需要注意的是，含有超线程技术的cpu需要芯片组、软件支持，才能比较理想的发挥该项技术的优势。操作系统如：microsoft windows xp、microsoft windows 2003，linux kernel 2.4.x以后的版本也支持超线程技术。目前支持超线程技术的芯片组包括如：
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，但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。
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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和早期sis648是不支持支持超线程技术的；后期的sis648、sis655、sis648fx、sis661fx、sis655fx、sis655tx、sis649和sis656则都支持超线程技术。
uli芯片组：
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ati芯片组：
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