如果CPU能一“芯”两用……

互联网 | 编辑: 2002-11-14 14:00:00 一键看全文

如果你仅用现有的性能表现来评价Pentium 3.06GHz的话,就大错特错了。虽然它目前的表现不能让我们感到满意,但Hyper-Threading在Pentium 4上的运用是一个里程碑,我们不要要求事物在第一次就获得成功,不断获得完善才会获得成功。一“芯”两用就此启动,你准备好了吗?

第四页:革命性技术:Hyper-Threading

在3.06GHz的Pentium 4上,Intel正式引入了Hyper-Threading技术(以下简称HT技术)。这是一种处理器的性能增强技术,拥有它,Pentium 4真正能做到一“芯”两用。

在了解HT技术之前,我们有必要先了解处理器线程以及相关的概念,这对了解HT技术会起到了奠基的作用。

在电脑中,大到一个大型程序,小到移动一下鼠标,我们都可以把它视作是编译代码,当系统执行一个程序或一个操作的时候,程序以及OS就会以一个线程的形式传达给CPU,CPU便会以时间的先后以及优先级逐一分配并执行指令集进行处理,因为线程的概念就由此产品,它可以被称之为一系列指令的集合。

不过我们需要的是,目前的处理器在处理流程只能处理一个线程,即表示在处理第一个线程的时候,是无暇顾及排在后面的线程的。在执行指令的时候,CPU先找出相应指令所在的内存位置,执行下一条指令,再转换到另一个位置,在同一时间内CPU只能对应一个指令。虽然不同的线程是可以交叉运行,形成一种多任务(Multi-tasking),但CPU仍只能运行一个线程。对于处理能力上,这是一个非常严重的瓶颈。我们来打个比方吧,在一个处理器上有一个ALU Unit(算术逻辑单元,处理整数运算)、一个FPU Unit(浮点运算单元)和一个存储/读取单元,来对内存进行指令的存储读取操作,每个操作要花费一个线程。那么当我们进行三个操作的时候,比如说进行一个读取操作,一次整数运算,最后进行一次储存操作,最终我们就需要花费三个时钟周期来完整这些事,处理器的工作效率就是33%,Pentium 4拥有7个执行单元,算下来它的效率还要更低。

长期以来,CPU厂商尝试着两种做法来改善这一问题。其一就是努力提高处理器的处理能力,这包括了频率的提升,架构的改进等等,收效相当巨大。而另一方面,就是采用了多个CPU并行工作的解决方案。这在服务器领域称之为TLP(Thread-Level Parallelism,线程级并行)技术,也就是SMP技术(Simultaneous Multi-Processing,同步多处理器)。它允许在同一周期你同时执行多个线程,充分利用处理器的资源,但是此技术需要基于多个处理器成双成对地进行,也就是2路、4路、8路等等,固然在处理能力上是获得了提高,但这成本也是非常惊人,一般来说,Intel和AMD都拥有专门的支持SMP的处理器产品,针对服务器市场,而在面向桌面市场的处理器产品,由于不需要对性能提出那么高的要求,所以也就屏蔽了SMP功能,对于桌面运用日益复杂的今天,是否能使桌面处理器具备多线程能力呢?HT给了我们答案。

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