Cpu超線程到底有什么實際用途 超線程有什么用處


CPU超線程技術對游戲用處大嗎?
雖然超線程技術是一個能夠有效提升處理器性能的功能,但是在實際應用上卻并沒有讓用戶體驗出使用上的差別 。10款游戲測試結果都顯示關閉超線程后游戲幀數會高一點,不過差距非常的小,全部都在誤差范圍之內,基本上差距都可以忽略了,所以超線程技術基本對游戲性能的影響基本可以無視掉 。
實際上可以完全用得上8線程的游戲只有《地鐵:最后的曙光》一款,不過這款游戲對顯卡的要求非常高,瓶頸并不在CPU那里,開啟超線程和關閉超線程完全沒有區別 。
有六款游戲是4線程負載,分別是《使命召喚9:黑色行動2》、《英雄連2》、《孤島危機3》、《塵埃3》、《古墓麗影9》、《魔獸世界》,這些游戲超線程技術基本對它們沒什么影響,基本上四個虛擬核心都是沒有負載的 。
三個游戲是只有雙核心負載的,分別是《暗黑破壞神3》、《Dota2》和《坦克世界》,其中《Dota2》的CPU負載是非常低的,另外兩個游戲都有個共同的特點,就是兩個負載的核心中一個核心的負載是非常高的,幾乎達到100%負載,而另一個負載核心只有50%左右的負載,所以這兩款游戲對單核性能要求比較高,多線程反而沒什么影響 。

超線程是什么意思?怎么應用它呢?應用它時軟硬件配置應注意些什么?
分類:電腦/網絡 >> 硬件
解析:
談到超線程技術,我們先得了解什么是線程,什么是多線程 。對于計算機微處理器而言,程序只是一組編譯過的機器代碼,可以執行相關的數據計算與操作,這些代碼由一條條的指令組成,每一個代碼組就是一條線程 。
現有主流CPU為x86架構,每次只能執行一條線程,即單線程 。單CPU系統中,在執行指令的時候,CPU先找出相應指令所在的內存位置,執行下一條指令,再轉換到另一個位置,在同一時間內CPU只能對應一個指令 。線程可以中斷,并把中間結果暫存在另一個特殊位置(堆棧),不同的線程可以交叉運行,實現多任務,但每次運行的線程仍然僅有一條,千萬不要把多任務和多線程混淆了 。
既然一個CPU是單線程,那么兩個CPU自然就可以雙線程啦,如此類推,就會出現四路、八路系統 。但雙處理器系統的性能并不能達到單處理器的兩倍,通常只有33%的性能增益 。
為了提高CPU的性能,廠商通常采用增加工作頻率和緩存容量的方法來提升速度,但這是治標不治本的方法,CPU只提高了速度,其內在潛力依然未能完全發揮,CPU的執行單元沒有被充分利用,于是設計者就在CPU中加入兩個邏輯處理單元,同時管理CPU的全部資源,直接提高CPU內核的工作效率 。
超線程技術就是利用特殊的硬件指令,把兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片,讓單個處理器都能使用線程級并行計算,從而兼容多線程操作系統和軟件,提高處理器的性能 。操作系統或者應用軟件的多線程可以同時運行于一個HTT處理器上,兩個邏輯處理器共享一組處理器執行單元,并行完成加、乘、負載等操作 。
如何提升工作效率
那么,超線程技術是如何提高CPU性能的呢?
我們知道,CPU由很多執行單元組成(如整數運算單元、浮點運算單元和存儲單元),這些執行單元無法同時工作,大多數時間有一半執行單元是處于空閑狀態 。例如,MS Office等商業軟件主要使用整數運算單元和讀寫/存儲單元,幾乎不涉及浮點運算單元,3D渲染軟件主要使用浮點運算單元,很少涉及整數運算單元,很明顯,這種設計造成了很大的浪費 。如P4處理器內部有7個執行單元,每個時鐘周期內,約有2個執行單元工作,它們共執行兩次操作,那么,其他5個單元完全沒有用到 。
為了解決這個問題,高端電腦采用了ILP(Instruction Level Paralleli ***,指令級平行運算)技術,可以同時執行多條指令,提高單CPU的效率 。而x86架構只能讓多個CPU來執行不同的線程,不過硬件成本增加了不少,于是超線程技術處理器的出現正式兼容兩者的優勢 。
傳統處理器和支持超線程處理器在指令執行上的對比,參見^***********a^1、^***********b^2、^***********c^3 。
從上面的對比圖可以看出:采用了超線程技術后,處理器真正并行執行多個線程,從而在同一頻率和緩存的基礎上實現了提高系統性能的技術變革 。
超線程技術對商用和家用電腦而言,除了全面提升系統性能以外,還增加系統平臺所能支持用戶的數量,大幅降低系統的反應潛伏時間(因為任務能被分為幾個隔離的線程來同時執行),增加系統的指令執行數量,還有一點很關鍵的是,即使對于現有的IA-32體系軟件它也能很好地兼容 。因為,HTT處理器還提供一個中斷指令,在執行適合單處理器的任務時,暫停其中一個邏輯內核,讓操作系統識別為單處理器,在執行適合多處理器的任務時,重新打開邏輯內核,利用HTT來增加整體效率 。
軟硬件支持與應用
支持超線程技術需軟硬件的支持,硬件方面需要主板北橋芯片的支持 。目前支持超線程技術的北橋有850E、845E、845G(B版本)、845GV、845GE、845PE,以及未來英特爾能支持到533MHz FSB的北橋都將支持超線程技術 。支持400MHz FSB的北橋是不支持超線程技術的,支持超線程技術的處理器配合這樣的北橋使用時,只能作為傳統的處理器使用 。
超線程技術還需要主板對CPU的電源支持,需要主板能提供給處理器高達70A的電流,否則系統可能不能長期穩定工作 。除此之處還需要主板BIOS的支持,需要BIOS加入特定的支持HTT處理器的代碼 。當BIOS檢測到是超線程處理器時,在BIOS設置菜單中出現CPU Hyper-Threading(Enabled or Disabled)的選項 。
超線程技術還需要操作系統的支持 。目前支持超線程技術的有Windows XP和Linux 2.4.X 。這不同于傳統的處理器安裝的Windows XP,使用超線程技術的處理器安裝完Windows XP后在設備管理器中能顯示有兩個處理器和ACPI Multiprocessor PC 。
當然你的處理器必須支持超線程技術 。從即將于下個月發布的3.06GHz P4開始,英特爾的處理器都將支持超線程技術 。
這里筆者以QDI的P2E 333和P8 333這兩款主板為例,它們的北橋芯片分別是英特爾845PE和845GE,支持533MHz FSB和DDR333,支持處理器超線程技術;主板的CPU供電電源模塊符合英特爾Northwood FMB2標準,能提供70A的電流;在測試中使用超線程處理器3.06GHz P4 CPU(實驗樣品)開機后,進入BIOS中出現CPU Hyper-Threading的選項 。
安裝Windows XP后,設備管理器出現兩個處理器和ACPI Multiprocessor PC,在任務管理器中出現兩個CPU實時使用率的圖標,如^***********d^4:
筆者對開啟和關閉CPU Hyper-Threading功能的測試中,發現啟用超線程技術能使系統性能提高近20%左右 。
Cpu超線程到底有什么實際用途??
想知道CPU超線程有什么用,就得先知道CPU的流水線是怎么回事 。
我這里打個比方來說,可能你更好理解,要不就得長篇大論的解釋了 。
CPU將一件工作,分成10份,由10個人來分別完成,只有10個人全完成了,這個工作才算全完成,可以理解為10跳流水線共同完成完這項工作的所有部分,CPU才可以進行下一件工作 。一件工作分得越細致,需要的人越多,流水線就越長,效率(CPU頻率)越高,就像工廠里的生產線一樣 。
然而可能分給每個人(每條流水線)的任務不盡相同,有的先完成了,有的后完成了,先完成的必須等待后完成的做完了才可以進行CPU下一工作 。這樣就造成了空閑 。流水線做的越長(工作分得越細致、共同完成這個工作的人越多)這種情況越嚴重 。
因此超線程技術就誕生了,超線程技術實際上是虛擬一個CPU,讓已經完成自己任務的,進入等待狀態的流水線(那個分配的任務比較輕的,干活比較快的人),提前進行下一任務 。這樣可以提高效率 。
這個其實只是理論上的提高運行效率,根據實際情況,開啟超線程的CPU性能比不開啟狀態強不了多少,因為畢竟虛擬的那個CPU核心不是真正的CPU,先進行下一個任務的流水線還得等待其他流水線干完所有任務才算完成工作 。
超線程技術有什么用?明白點!不要復制的!
Intel正式發布了“Hyper-Threading Technology(超線程技術)”這項技術將率先在XERON處理器上得到應用 。通過使用該技術,Intel將提供世界上首枚集成了雙邏輯處理器單元的物理處理器(其實就是在一個處理器上整合了兩個邏輯處理器單元),據說能夠提高40%的處理器性能,類似的技術似乎也將出現在AMDK8-Hammer處理器上 。
何為Hyper-Threading:
當今的處理器發展普遍向著提高處理器指令平鋪速率的方向邁進,但由于所使用的處理器資源會有沖突,因此性能提升的效果并不理想 。而通過Hyper-Threading技術,通過在一枚處理器上整合兩個邏輯處理器(注:是處理器而不是運算單元)單元,使得具有這種技術的新型CPU具有能同時執行多個線程的能力,而這是現有其它微處理器都不能做到的 。
簡單的說,Hyper Threading是一種同步多執行緒(SMT,simultaneous Multi-threading)技術,它的原理很簡單,就是把一顆CPU當成兩顆來用,將一顆具Hyper-Threading功能的“實體”處理器變成兩個“邏輯”處理器而邏輯處理器對于操作系統來說跟實體處理器并沒什么兩樣,因此操作系統會把工作線程分派給這“兩顆”處理器去執行,讓多種應用程序或單一應用程序的多個執行緒(thread),能夠同時在同一顆處理器上執行;不過兩個邏輯處理器是共享這顆CPU的所有執行資源 。
Hyper-Threading技術簡介
Hyper-Threading做法是復制一顆處理器的架構指揮中心(architectural state)變成兩個,使得Windows操作系統認為是在與兩顆處理器溝通,但這兩個架構指揮中心共享該處理器的工作資源(execution resources) 。架構指揮中心追蹤每個程序或執行緒的執行狀況;工作資源指的則是“處理器用來進行加、乘、加載等工作的單元(execution unit)” 。如此一來,操作系統把工作線程安排好以后,就分派給這兩個邏輯上的處理器執行,而這顆CPU的每個執行單元等于在同樣的時間內要服務兩個“指令處理中心”,當然它的效率就高多了,操作系統就把一顆實體的處理器認定為兩個邏輯處理器作工作指派,當然整體工作效能就比沒有具備Hyper-Threading 的處理器高出許多,性價比自然高出許多 。
超線程技術實現的必要條件
除了硬件支持之外,我們必須注意到,超線程技術的實現還需要軟件的支持才能夠發揮出應有的威力 。首先是操作系統的支持,我們必須使用支持雙處理器的操作系統,如Win2000等才能完全發揮出超線程技術的性能 。至于軟件方面,目前很多專業的應用程序對于雙處理器都提供了支持,如著名的圖形處理軟件3Dmax、Maya等 。
此外,很多用戶可能會有疑問,既然超線程技術以前專門針對服務器處理器,那么現有的眾多軟件,能否完全兼容支持超線程技術的處理器,是否還需要什么修改才能運行呢?其實這個我們大可不必擔心,現有的IA32軟件不需進行任何的修改,就可以在支持超線程的P4處理器上很好的運行了 。
超線程=效能提升?
一般很多人都會認為,采用超線程技術,就能使得系統效能大幅提升,但是事實真是如此么?不要忘了我們前面說到的超線程技術實現的必要條件,這可是超線程技術發揮應有效能的前提條件 。除了操作系統支持之外,還必須要軟件的支持 。從這點我們就可以看出,就目前的軟件現狀來說,支持雙處理器技術的軟件畢竟還在少數 。對于大多數軟件來說,目前由于設計的原理不同,還并不能從超線程技術上得到直接的好處 。因為超線程技術是在線程級別上并行處理命令,按線程動態分配處理器等資源 。該技術的核心理念是“并行度(Parallelism)”,也就是提高命令執行的并行度、提高每個時鐘的效率 。這就需要軟件在設計上線程化,提高并行處理的能力 。而目前PC上的應用程序幾乎沒有為此作出相應的優化,采用超線程技術并沒不能獲得效能的大幅提升 。
上面說的只是目前軟件支持的現狀,操作系統在這個方面則沒有太大的問題,畢竟Windows的某些版本、Linux都是支持多處理器的操作系統 。并且隨著Intel支持超線程技術的處理器面世之后,憑借Intel處理器的號召力,必然會引起目前應用程序設計上的改變,必然會有更多的支持并行線程處理的軟件面世,屆時,當然是支持超線程處理器大顯身手的時候了 。那時候,普通用戶才能夠從超線程技術中得到最直接的好處 。
但是我們還是需要看到,隨著目前操作系統對于雙處理器技術的廣泛支持,例如Windows2000、Windows XP等操作系統都支持雙處理器,在這些操作系統上使用支持超線程技術的處理器,對于系統的整體性能還是有一定的提高的 。。
12代超線程有什么用cpu超線程技術的作用:可以使操作系統或者應用軟件的多個線程同時運行于一個超線程處理器上 。超線程處理器內部的兩個邏輯處理器共享一組處理器執行單元,這可以讓cpu發揮更大的效率,提高處理能力 。
cpu用處:
CPU超線程就是利用特殊字符的硬件指令,把兩個邏輯內核模擬成物理芯片,讓單個處理器能使用線程級并行計算,從而兼容多線程并行計算,從而兼容多線程操作系統和軟件,使運行性能提高 。
cpu 中的超線程是什么意思?
超線程”(Hyperthreading Technology)技術就是通過采用特殊的硬件指令,可以把兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片,在單處理器中實現線程級的并行計算,同時在相應的軟硬件的支持下大幅度的提高運行效能,從而實現在單處理器上模擬雙處理器的效能 。其實,從實質上說,超線程是一種可以將CPU內部暫時閑置處理資源充分“調動”起來的技術 。
“超線程”的實現條件:CPU的支持,主板芯片組和主板BIOS的支持,操作系統和應用軟件的支持 。
一般說來,最大發揮HT技術的運行效能還需要真正支持超線程技術的軟件,現實中這樣的軟件是少之又少的 。除了MS Office系列軟件和一些視頻、圖形如Photoshop等專業軟件外幾乎都不支持HT技術 。很多游戲也不支持HT技術 。
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