对超线程和双通道技术的正确认识

对超线程和双通道技术的正确认识

一、超线程技术

(一)定义

超线程技术是利用特殊的硬件指令,把多线程处理器内部的两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,使单个处理器就能“享用”线程级的并行计算的处理器技术。多线程技术在支持多线程的操作系统和软件上,能增强处理器在多任务、多线程处理上的能力。它可让操作系统或者应用软件的多个线程,同时运行于一个超线程处理器上,其内部的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,这样能使处理器的处理能力提高30%左右。因为单线程芯片某一时刻只能处理一个线程,会使处理器内部其他处理单元闲置,而超线程技术可使处理器在某一时刻同步并行处理更多指令和数据(多个线程),可以说是一种将CPU内部暂时闲置处理资源充分“调动”起来的技术。

(二)工作原理

在处理多个线程时,多线程处理器内部的每个逻辑处理器均能单独对中断做出响应。当第一个逻辑处理器跟踪一个软件线程时,第二个逻辑处理器就开始对另外一个软件线程进行跟踪和处理。并且为避免CPU处理资源冲突,负责处理第二个线程的逻辑处理器,使用的是运行第一个线程时被暂时闲置的处理单元。例如一个逻辑处理器执行浮点运算(使用处理器的浮点运算单元)时,另一个逻辑处理器可以执行加法运算(使用处理器的整数运算单元)。

(三)实现的前提条件

  1. CPU支持:目前正式支持超线程技术的CPU有Pentium4 3.06GHz、2.40c、2.60c、2.80c、3.0GHz、3.2GHz以及Prescott(Pentium5)处理器,还有部分型号的Xeon。
  2. 主板芯片组支持:正式支持超线程技术的主板芯片组主要型号包括Intel的875P,E7205,850E,865PE/G/P,845PE/GE/GV,845G(b - stepping),845E;875P,E7205,865PE/G/P,845PE/GE/GV,9xx系列芯片组均可正常支持超线程技术的使用,而早前的845E以及850E芯片组只要升级BIOS就可以解决支持的问题。Sis方面有Sis645DX(b版)、Sis648(b版)、Sis655、Sis658、Sis648FX;Via方面有P4X400A、P4X600、P4X800。
  3. 主板BIOS支持:需要主板BIOS支持超线程技术。
  4. 操作系统支持:目前微软的操作系统中只有Windows XP支持此功能,而在Windows 2000上实现对超线程支持的计划已经取消了,另外Linux kernel2.4.x以后的版本也支持超线程技术。
  5. 应用软件支持:一般能支持多处理器的软件均可支持超线程技术,但实际上这类软件不多,且偏向于图形、视频处理等专业软件方面,游戏软件极少有支持的。

二、双通道内存技术

(一)定义

双通道内存技术是在北桥(又称之为GMH)芯片组里制作两个内存控制器,这两个内存控制器可相互独立工作。在这两个内存通道上,CPU可以分别寻址、读取数据,理论上可使内存的带宽增加一倍,数据存取速度也相应增加一倍。目前流行的双通道DDR内存构架由两个64bit DDR内存控制器构筑而成,其带宽可以达到128bit,但工作方式不同于单通道128bit的内存控制技术。例如当控制器B准备进行下一次存取内存的时候,控制器A就在读/写主内存,反之亦然。两个内存控制器的这种互补“天性”可以让有效等待时间缩减50%,使内存的带宽翻番。并且双通道DDR的两个内存控制器在功能上完全一样,其时序参数都是可以单独编程设定的,这种灵活性可以让用户使用两条不同构造、容量、速度的DIMM内存条,此时双通道DDR简单地调整到最低的密度来实现128bit带宽,允许不同密度/等待时间特性的DIMM内存条可以可靠地共同运作。

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