超線程技術是什么?

超線程技術是在一顆CPU同時執行多個程序而共同分享一顆CPU內的資源，理論上要像兩顆CPU一樣在同一時間執行兩個線程，P4處理器需要多加入一個Logical CPU Pointer(邏輯處理單元)。因此新一代的P4 HT的die的面積比以往的P4增大了5%。而其余部分如ALU(整數運算單元)、FPU(浮點運算單元)、L2 Cache(二級緩存)則保持不變，這些部分是被分享的。

雖然采用超線程技術能夠同時執行兩個線程，但它并不象兩個真正的CPU那樣，每個CPU都具有獨立的資源。當兩個線程都同時需要某一個資源時，其中一個要暫時停止，并讓出資源，直到這些資源閑置后才能繼續。因此超線程的性能并不等于兩顆CPU的性能。

超線程與效能提升

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。

超線程與效能提升

HT技術出現的必然性

提升CPU性能需要

盡管提高CPU的時鐘頻率和增加緩存容量后的確可以改善CPU性能，但這樣的CPU性能提高在技術上存在較大的難度。實際上在應用中基于很多原因，CPU的執行單元都沒有被充分使用。如果CPU不能正常讀取數據(總線/內存的瓶頸)，其執行單元利用率會明顯下降。另外就是目前大多數執行線程缺乏ILP(Instruction-Level Parallelism，多種指令同時執行)支持。這些都造成了目前CPU的性能沒有得到全部的發揮。因此，Intel則采用另一個思路去提高CPU的性能，讓CPU可以同時執行多重線程，就能夠讓CPU發揮更大效率，即所謂“超線程(Hyper-Threading，簡稱“HT”)”技術。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，進而兼容多線程操作系統和軟件，減少了CPU的閑置時間，提高的CPU的運行效率。

HT技術出現的必然性

采用超線程及時可在同一時間里，應用程序可以使用芯片的不同部分。雖然單線程芯片每秒鐘能夠處理成千上萬條指令，但是在任一時刻只能夠對一條指令進行操作。而超線程技術可以使芯片同時進行多線程處理，使芯片性能得到提升。

提升CPU性能需要

超線程技術

英特爾P4 超線程有兩個運行模式，Single Task Mode(單任務模式)及Multi Task Mode(多任務模式)，當程序不支持Multi-Processing(多處理器作業)時，系統會停止其中一個邏輯CPU的運行，把資源集中于單個邏輯CPU中，讓單線程程序不會因其中一個邏輯CPU閑置而減低性能，但由于被停止運行的邏輯CPU還是會等待工作，占用一定的資源，因此Hyper-Threading CPU運行Single Task Mode程序模式時，有可能達不到不帶超線程功能的CPU性能，但性能差距不會太大。也就是說，當運行單線程運用軟件時，超線程技術甚至會降低系統性能，尤其在多線程操作系統運行單線程軟件時容易出現此問題。

需要注意的是，含有超線程技術的CPU需要芯片組、軟件支持，才能比較理想的發揮該項技術的優勢。操作系統如：Microsoft Windows XP、Microsoft Windows 2003，Linuxkernel 2.4.x以后的版本也支持超線程技術。

前端總線頻率是什么?

北橋芯片負責聯系內存、顯卡等數據吞吐量最大的部件，并和南橋芯片連接。CPU就是通過前端總線(FSB)連接到北橋芯片，進而通過北橋芯片和內存、顯卡交換數據。前端總線是CPU和外界交換數據的最主要通道，因此前端總線的數據傳輸能力對計算機整體性能作用很大，如果沒足夠快的前端總線，再強的CPU也不能明顯提高計算機整體速度。目前PC機上所能達到的前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz、1066MHz、1333MHz、1600MHz、2000MHz、幾種，前端總線頻率越大，代表著CPU與北橋芯片之間的數據傳輸能力越大，更能充分發揮出CPU的功能。

現在的CPU技術發展很快，運算速度提高很快，而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數據供給給CPU，較低的前端總線將無法供給足夠的數據給CPU，這樣就限制了CPU性能得發揮，成為系統瓶頸。總線是將計算機微處理器與內存芯片以及與之通信的設備連接起來的硬件通道。前端總線將CPU連接到主內存和通向磁盤驅動器、調制解調器以及網卡這類系統部件的外設總線。人們常常以MHz表示的速度來描述總線頻率。

前端總線(FSB)頻率是直接影響CPU與內存直接數據交換速度。前端總線頻率越大，代表著CPU與內存之間的數據傳輸量越大，更能充分發揮出CPU的功能。

外頻與前端總線頻率的區別

前端總線的速度指的是數據傳輸的速度，外頻是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說，100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬次;而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數據傳輸量是100MHz×64bit=6400Mbit/s=800MByte/s(1Byte=8bit)。

主板支持的前端總線是由芯片組決定的，一般都帶有足夠的向下兼容性。如865PE主板支持800MHz前端總線，那安裝的CPU的前端總線可以是800MHz，也可以是533MHz，但這樣就無法發揮出主板的全部功效。