一個CPU“分身”做兩個CPU的事 超線程是奔騰5
去年英特爾發布了全面支持超線程(Hyper-Threading)技術的3.06GHz奔騰4處理器,今年6月,英特爾又推出支持HT(超線程)技術并采用先進的800MHz系統總線的2.80C、2.60C和2.40CGHz奔騰4處理器。英特爾同時推出的基于800MHz系統總線的865G、865PE和865P三款芯片組,同樣全部支持HT技術。從英特爾的產品藍圖來看,今后英特爾推出的芯片將全部支持HT技術。換言之,超線程技術將成為未來芯片的標準配置。與此同時,越來越多的品牌機廠商、獨立軟件供應商加入到支持HT的隊伍中來。
超線程技術無疑已成為新一代芯片技術的里程碑式的標志。英特爾公司宣稱,HT技術使基于新款奔騰4處理器的高性能臺式機能夠同時快速運行多個應用程序,或者在運行多線程軟件程序時獲得更優異的性能。HT技術可將個人計算機的性能提高25%之多。
“雖然英特爾并沒有將具有超線程技術的全新奔騰4冠以奔騰5的名字,但是它絕對稱得上是英特爾劃時代性的產品。”英特爾中國公司高級工程師趙軍這樣對記者說。他舉例說,這就好比當年的MMX技術,從奔騰3,一直開始沿用到現在的奔騰4,多媒體指令集已經成為芯片當中的一個基本特征。“將來的奔騰4處理器都會支持超線程技術,換句話說,超線程將成為未來芯片中的標準配置”。
市場調查顯示,75%以上的計算機用戶表示他們在計算機上曾經或經常執行多任務。這項由HarrisInteractive實施的調查還顯示:一邊玩電腦游戲,一邊刻錄CD是最流行的多任務組合。在擁有個人電腦三年或更長時間的用戶中,將近50%的用戶對于在其現有的電腦上同時處理一個以上的高要求任務不放心。而被英特爾譽為“一芯雙用”的超線程技術恰恰可以滿足電腦用戶以及越來越豐富多樣的應用程序對計算能力越來越高的需求。
英特爾揭秘超線程
英特爾公司副總裁兼臺式機平臺事業部總經理LouisBurns在英特爾超線程技術的北京發布會上表示:“多任務應用在我們目前的生活和工作中隨處可見,人們自然希望個人電腦也能夠以同樣的多任務方式運行。超線程技術是一項突破性的計算創新,它可以幫助家庭和商業用戶在更短的時間里完成更多的工作。”
那么,究竟為什么安裝一個CPU,卻可以實現兩個CPU的功能?英特爾的高級工程師向記者作出了詳細的解釋。趙軍告訴記者:“含支持超線程技術的全新奔騰4處理器與傳統的奔騰4相比在硬件上做了許多的增強和改進。”
超線程打破主頻瓶頸
實際上,1965年以來,摩爾定律早已成為芯片業顛撲不破的真理:“芯片上的晶體管數量每年增加一倍。”在此后35年的發展史中,英特爾采取了各種措施來提高系統性能。其中最廣為人知的莫過于通過加快時鐘頻率來提升性能。更高的時鐘頻率可以使處理器每秒執行更多指令,從而增強性能。
但提高時鐘頻率只是提升性能的方法之一。另一種方法就是更充分地利用處理器資源,使其能夠在每個時鐘周期內完成更多工作。“超線程技術與第二種方法非常類似。該技術使處理器性能提升了高達25%,從而成為英特爾處理器技術設計歷程中的重要里程碑。”英特爾工程師告訴記者。
“分身術”實現兩個CPU
據介紹,CPU通常將程序分成稱作“線程”的小型單位來運行。以往的CPU只能運行單個線程,但含超線程(HT)技術的奔騰4處理器通過超線程技術,可以同時處理兩個線程。這在顯示窗口上看起來仿佛“能夠處理兩個線程=兩個CPU”。
超線程技術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。因此,在HT奔騰4中,通過讓未運行的部件運行其他線程,看起來仿佛是在同時處理兩個線程。
另外,如果是支持超線程的軟件,那么單獨使用軟件時的處理速度也會很快。超線程已經支持圖像編輯軟件“Photoshop”等。
迄今,配備兩個CPU的計算機因成本問題僅限于服務器等設備中。雖然是虛擬,但可以獲得同等效果的含HT技術的奔騰4的亮相,可以說在個人電腦世界中具有劃時代意義。“即使同時使用多個軟件也不會出現運行速度降低或死機現象,優點非常明顯。因為刻錄CD-R、制作MP3格式的音樂軟件等,CPU負荷超過以往的使用方法已經很普及。”業內人士對芯片巨頭的新技術普遍抱有支持的態度。包括操作系統供應商、電腦硬件廠商、應用軟件供應商在內的大批相關產品和技術正在被逐漸推向主流。
幫助消費者更好地編輯視頻和音頻
最新型高性能計算機可使用戶創作功能強大的數字作品、體驗流暢如飛的在線游戲,并能靈活地執行多任務。基于奔騰4處理器、含HT技術的系統可在后臺處理任務的同時對任何點擊保持靈敏的響應。例如,最終用戶可以一邊玩栩栩如生的電腦游戲,一邊把家庭相冊刻錄到DVD上;或者一邊刻錄音樂CD,一邊編輯家庭錄像。含HT技術的3.06GHz奔騰4處理器同時混合音樂并編輯視頻的速度比基于不含HT技術的3.06GHz奔騰4處理器的系統快21%。
企業用戶一次可以完成更多工作
“對于企業用戶而言,超線程所帶來的一芯雙用更具有顯著的意義。”趙軍說,“因為,在企業計算環境里,窗口顯示的任務往往只是‘冰山一角’,90%以上的系統工作在后臺執行。更需要計算機的多任務處理能力。”
他說:“HT技術使IT經理可以提高新服務基礎設施的效率和安全性,同時最大限度減少對最終用戶的干擾。系統可以同時運行連續的病毒掃描、加密或壓縮等后臺應用,同時保持良好的響應能力。例如,通過支持HT技術,系統在運行Outlook的同時利用WinZip壓縮文件夾,其性能提高了35%。在系統運行McAfee病毒掃描的同時,AdobePhotoshop的運行速度可以提高21%。”
業內人士稱,對于傳統的處理器,處理器性能上的競爭一直集中在兩個方面:增大緩存容量和提高頻率。但傳統處理器始終存在單個物理運算單元的工作效率低下的弊端,不能充分發揮處理器的性能。在這個基礎上,超線程技術應運而生,它是一種特殊的多線程技術,可以充分利用處理器,挖掘單個物理處理器的潛力。超線程技術的出現打破了原來性能競爭集中在緩存和頻率的局面,變成了緩存、頻率和線程技術三足鼎立的局面。而對于普通用戶而言,隨著個人電腦配備含超線程技術的奔騰4處理器的逐漸普及,“播放CD的同時檢查郵件就會死機”的現象無疑將一去不復返。
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