一个CPU“分身”做两个CPU的事 超线程是奔腾5

去年英特尔发布了全面支持超线程(Hyper-Threading)技术的3.06GHz奔腾4处理器，今年6月，英特尔又推出支持HT(超线程)技术并采用先进的800MHz系统总线的2.80C、2.60C和2.40CGHz奔腾4处理器。英特尔同时推出的基于800MHz系统总线的865G、865PE和865P三款芯片组，同样全部支持HT技术。从英特尔的产品蓝图来看，今后英特尔推出的芯片将全部支持HT技术。换言之，超线程技术将成为未来芯片的标准配置。与此同时，越来越多的品牌机厂商、独立软件供应商加入到支持HT的队伍中来。

超线程技术无疑已成为新一代芯片技术的里程碑式的标志。英特尔公司宣称，HT技术使基于新款奔腾4处理器的高性能台式机能够同时快速运行多个应用程序，或者在运行多线程软件程序时获得更优异的性能。HT技术可将个人计算机的性能提高25%之多。

“虽然英特尔并没有将具有超线程技术的全新奔腾4冠以奔腾5的名字，但是它绝对称得上是英特尔划时代性的产品。”英特尔中国公司高级工程师赵军这样对记者说。他举例说，这就好比当年的MMX技术，从奔腾3，一直开始沿用到现在的奔腾4，多媒体指令集已经成为芯片当中的一个基本特征。“将来的奔腾4处理器都会支持超线程技术，换句话说，超线程将成为未来芯片中的标准配置”。

市场调查显示，75%以上的计算机用户表示他们在计算机上曾经或经常执行多任务。这项由HarrisInteractive实施的调查还显示：一边玩电脑游戏，一边刻录CD是最流行的多任务组合。在拥有个人电脑三年或更长时间的用户中，将近50%的用户对于在其现有的电脑上同时处理一个以上的高要求任务不放心。而被英特尔誉为“一芯双用”的超线程技术恰恰可以满足电脑用户以及越来越丰富多样的应用程序对计算能力越来越高的需求。

英特尔揭秘超线程

英特尔公司副总裁兼台式机平台事业部总经理LouisBurns在英特尔超线程技术的北京发布会上表示：“多任务应用在我们目前的生活和工作中随处可见，人们自然希望个人电脑也能够以同样的多任务方式运行。超线程技术是一项突破性的计算创新，它可以帮助家庭和商业用户在更短的时间里完成更多的工作。”

那么，究竟为什么安装一个CPU，却可以实现两个CPU的功能?英特尔的高级工程师向记者作出了详细的解释。赵军告诉记者：“含支持超线程技术的全新奔腾4处理器与传统的奔腾4相比在硬件上做了许多的增强和改进。”

超线程打破主频瓶颈

实际上，1965年以来，摩尔定律早已成为芯片业颠扑不破的真理：“芯片上的晶体管数量每年增加一倍。”在此后35年的发展史中，英特尔采取了各种措施来提高系统性能。其中最广为人知的莫过于通过加快时钟频率来提升性能。更高的时钟频率可以使处理器每秒执行更多指令，从而增强性能。

但提高时钟频率只是提升性能的方法之一。另一种方法就是更充分地利用处理器资源，使其能够在每个时钟周期内完成更多工作。“超线程技术与第二种方法非常类似。该技术使处理器性能提升了高达25%，从而成为英特尔处理器技术设计历程中的重要里程碑。”英特尔工程师告诉记者。

“分身术”实现两个CPU

据介绍，CPU通常将程序分成称作“线程”的小型单位来运行。以往的CPU只能运行单个线程，但含超线程(HT)技术的奔腾4处理器通过超线程技术，可以同时处理两个线程。这在显示窗口上看起来仿佛“能够处理两个线程=两个CPU”。

超线程技术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,从而兼容多线程操作系统和软件,提高处理器的性能。操作系统或者应用软件的多线程可以同时运行于一个HTT处理器上,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。因此，在HT奔腾4中，通过让未运行的部件运行其他线程，看起来仿佛是在同时处理两个线程。

另外，如果是支持超线程的软件，那么单独使用软件时的处理速度也会很快。超线程已经支持图像编辑软件“Photoshop”等。

迄今，配备两个CPU的计算机因成本问题仅限于服务器等设备中。虽然是虚拟，但可以获得同等效果的含HT技术的奔腾4的亮相，可以说在个人电脑世界中具有划时代意义。“即使同时使用多个软件也不会出现运行速度降低或死机现象，优点非常明显。因为刻录CD-R、制作MP3格式的音乐软件等，CPU负荷超过以往的使用方法已经很普及。”业内人士对芯片巨头的新技术普遍抱有支持的态度。包括操作系统供应商、电脑硬件厂商、应用软件供应商在内的大批相关产品和技术正在被逐渐推向主流。

帮助消费者更好地编辑视频和音频

最新型高性能计算机可使用户创作功能强大的数字作品、体验流畅如飞的在线游戏，并能灵活地执行多任务。基于奔腾4处理器、含HT技术的系统可在后台处理任务的同时对任何点击保持灵敏的响应。例如，最终用户可以一边玩栩栩如生的电脑游戏，一边把家庭相册刻录到DVD上;或者一边刻录音乐CD，一边编辑家庭录像。含HT技术的3.06GHz奔腾4处理器同时混合音乐并编辑视频的速度比基于不含HT技术的3.06GHz奔腾4处理器的系统快21%。

企业用户一次可以完成更多工作

“对于企业用户而言，超线程所带来的一芯双用更具有显著的意义。”赵军说，“因为，在企业计算环境里，窗口显示的任务往往只是‘冰山一角’，90%以上的系统工作在后台执行。更需要计算机的多任务处理能力。”

他说：“HT技术使IT经理可以提高新服务基础设施的效率和安全性，同时最大限度减少对最终用户的干扰。系统可以同时运行连续的病毒扫描、加密或压缩等后台应用，同时保持良好的响应能力。例如，通过支持HT技术，系统在运行Outlook的同时利用WinZip压缩文件夹，其性能提高了35%。在系统运行McAfee病毒扫描的同时，AdobePhotoshop的运行速度可以提高21%。”

业内人士称，对于传统的处理器,处理器性能上的竞争一直集中在两个方面:增大缓存容量和提高频率。但传统处理器始终存在单个物理运算单元的工作效率低下的弊端,不能充分发挥处理器的性能。在这个基础上,超线程技术应运而生,它是一种特殊的多线程技术,可以充分利用处理器,挖掘单个物理处理器的潜力。超线程技术的出现打破了原来性能竞争集中在缓存和频率的局面,变成了缓存、频率和线程技术三足鼎立的局面。而对于普通用户而言，随着个人电脑配备含超线程技术的奔腾4处理器的逐渐普及，“播放CD的同时检查邮件就会死机”的现象无疑将一去不复返。