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[其他] 对于英特尔CPU超线程的理解

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lamhonkit
发表于 2013-5-24 22:43:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 lamhonkit 于 2013-5-28 14:36 编辑

        很多人对超线程这项技术有很多想法,但都比较极端,一方叫好一方叫坏.当然事物不可能十全十美,有优点也有缺点,这就要看优点多还是缺点多,才会定义这件事物是好是坏,就像清洁能源和非清洁能源.

        引用技术原理介绍:
“超线程”(Hyperthreading Technology)技术就是通过采用特殊的硬件指令,可以把两个逻辑内核模拟成两个物理超线程芯片,在单处理器中实现线程级的并行计算,同时在相应的软硬件的支持下大幅度的提高运行效能,从而实现在单处理器上模拟双处理器的效能。其实,从实质上说,超线程是一种可以将CPU内部暂时闲置处理资源充分“调动”起来的技术。


        从技术原理上看,就是每个单核都可以当双核使用,这是伪双核,因为资源是共享的.但好处是可以充分利用空闲的资源,因为处理器的速度很快,单线程能处理成千上万条指令,但同一时刻却只能执行一条指令,这就是为什么资源利用不充足.使用了超线程后,在同一时刻就可以同时处理两条指令,这就是超线程的优点,变相的提升CPU的性能.

        现在说说很多游戏迷都喜欢拿I5来和E3 1230和I7来对比,I5是四核四线程,E3和I7是四核八线程,对于游戏迷当然是看游戏的帧数,所以帧数是他们衡量U的标准.

        在I5和E3的对比中,游戏玩家发现I5玩游戏的帧数会比E3的高,于是乎有了想法,是否是超线程导致性能降低呢?有人就拿E3关闭HT来对比,发现确实关闭后帧数有所增加.有人就开始说超线程是个累赘,性能不好之类的说法.

         现在就对为什么开了HT后玩游戏会帧数下降来说明.
         1.对于游戏之类对单核性能依赖较高.
         2.游戏对多线程优化不够.
         3.HT开启后是会占用一点资源.

         对第三点来做说明
         如果拿单核资源来说是100%,使用超线程后,就有两个逻辑核心,在单线程中,0线程在使用,1线程空闲中,0线程满负荷,但由于1线程需要待命,也需要占用一定资源,所以用0线程跑出来的分数会比不使用HT的单核分数要低.简单来比喻,即使你不使用硬盘,但硬盘也要空转也要耗能,这就像1线程.

         在说说HT的效能
         1.U不是满负荷的时候,对接上多线程的软件,可以达到"1"+"1"接近与2的性能,因为HT双线程是共用资源的,在不是满负荷的情况下,资源空闲可以自由发挥,所以说逻辑单核接近与单核的性能.

         2.U在满负荷的时候,对接上多线程的软件,会有"1"+"1">1的性能,因为双线程能够同一时刻能够同时处理两段指令,即使是资源有限,但是同时可以处理两段指令这就足以让"1"+"1">1条件成立.

        使用HT就像木桶效应一样,是根据木桶最短的木板来确定木桶的容量.所以缺少条件就无法使用到它的效果.




        上面所说的比较针对单一大型软件,下面给个图,也就可以说明平日中HT技术也很有用.

123啊.jpg

        HT不单方面针对单一软件,现在的电脑所装的软件有很多,不管在前台还是后台,它们都是在运行着,都体验着HT.HT减少了单线程的资源浪费,换来了高响应的速度,虽然性能在单线程体验中会有下降,但是日后的软件都会已多线程来优化.有利有弊这才是现实,完美的东西只有在梦里.没有完美,只有更好.

        还有补充一下,为什么开了HT后CPU占用率会比较低,在开启HT后有更多线程来处理指令,缩短了处理的时间,把积压的指令处理了,看上去就像CPU用不上性能一样,这也是为什么有人唾弃HT的原因之一.

2013-5-28
突然找到一个非常有说服力的.
QQ截图20130528140517.jpg

而且现在单线程软件的数量锐减,小于4线程的进程只有13个,大于等于四线程的进程有84个.即使你用的是I7,小于8线程的进程也才24个,大于等于8线程的也有73个.所以不要认为HT没用.
xianc.jpg

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伊川书院
发表于 2013-5-25 01:12:52 | 显示全部楼层
本帖最后由 伊川书院 于 2013-5-25 01:14 编辑
在单处理器中实现线程级的并行计算,同时在相应的软硬件的支持下大幅度的提高运行效能,从而实现在单处理器上模拟双处理器的效能


不太肯定这项技术的实用性,,,没了解过这方面,但从介绍的文字上理解,,感觉不太靠谱,,

线程之所称之为线程,有其必然的规律性,,,
lamhonkit
 楼主| 发表于 2013-5-25 01:15:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 lamhonkit 于 2013-5-25 01:35 编辑
伊川书院 发表于 2013-5-25 01:12
不太肯定这项技术的实用性,,,没了解过这方面,但从介绍的文字上理解,,感觉不太靠谱,,


总体来说对日常的使用的话,还是有很大实用性的,毕竟你开了很多软件,如果是说大型软件,那就要看是否有针对多线程优化了,一般都对双线程和四线程优化,所以I7和E3现在比较吃亏.多线程对于多任务还很好的.

现在的U向多核发展,每多一个核心就多一线程,HT技术只是在每个核心增加多一线程,这也意味着以后会向多线程发展.
伊川书院
发表于 2013-5-25 01:44:38 | 显示全部楼层
lamhonkit 发表于 2013-5-25 01:15
总体来说对日常的使用的话,还是有很大实用性的,毕竟你开了很多软件,如果是说大型软件,那就要看是否有针 ...

可是不管怎么模拟,最终都是通过CPU的计算,,而CPU的逻辑计算除寄存区,它必定是单步计算,不存在多步或双通道之类的概念,,,

因此,无法理解怎么通过模拟成多线程,,,

如果只会增加多步寄存区,那么主板的双通道设计,64位设计就足够满足CPU的逻辑计算的最高需求了。。。
lamhonkit
 楼主| 发表于 2013-5-25 01:51:48 | 显示全部楼层
伊川书院 发表于 2013-5-25 01:44
可是不管怎么模拟,最终都是通过CPU的计算,,而CPU的逻辑计算除寄存区,它必定是单步计算,不存在多步或 ...
超线程技术就是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,进而兼容多线程操作系统和软件,减少了CPU的闲置时间,提高的CPU的运行速度。


这是资料上的.就是说增加一个端口来使用内部资源,大概是这个意思.
lamhonkit
 楼主| 发表于 2013-5-25 02:09:14 | 显示全部楼层
本帖最后由 lamhonkit 于 2013-5-25 02:19 编辑
伊川书院 发表于 2013-5-25 01:44
可是不管怎么模拟,最终都是通过CPU的计算,,而CPU的逻辑计算除寄存区,它必定是单步计算,不存在多步或 ...


就像这样,只要遇上单线程,不管你是双核四核伪四核什么都好,都只能发挥单线程的性能.
我用的是I3双核四线程,双线程是双核的性能,略小,因为开了HT.
三线程和四线程就是HT额外的性能提升.
三线程大概提升了21%,四线程大概提升了28%,相对与双核双线程.
没有关闭HT数字是会有些出入的.

311.jpg
333.jpg
344.jpg
322.jpg
伊川书院
发表于 2013-5-25 02:48:26 | 显示全部楼层
lamhonkit 发表于 2013-5-25 02:09
就像这样,只要遇上单线程,不管你是双核四核伪四核什么都好,都只能发挥单线程的性能.
我用的是I3双核四 ...


我觉得你这个模拟能够发挥出更合理的多核处理器的性能,,

感觉这个比较有点靠谱,,,
minimini
发表于 2013-5-25 08:53:15 | 显示全部楼层
多学习一个知识点:HT开启后是会占用一点资源






    傲娇的使用chrome!Blink:537.36 (@151003) V8:3.19.3.1
    sun1451
    发表于 2013-5-25 10:55:15 | 显示全部楼层
    看了下另外看了百度百科:
    不知道这样理解对不对:

    就像买票一样,人少的时候或团体购票时(不支持多线程程序)就开一个窗口(单线程),1号售票员收钱,2号售票员待命(肯定会消耗资源),现在前面排队买票的人多了(任务多了,任务性质不一样了),调度员(特殊硬件指令)一声令下,将资源进行划分(将闲置的处理单元给2号,内部缓存划给2号一部分)2号售票员同时开了窗口(多线程),开始收钱打票,但有些资源只有一个(浮点运算单元和加法运算单元),1号用时2号就要等,或者办其他的。这就是不如真正双核的原因。但会大大节省处理响应时间。
    lamhonkit
     楼主| 发表于 2013-5-25 12:24:33 | 显示全部楼层
    sun1451 发表于 2013-5-25 10:55
    看了下另外看了百度百科:
    不知道这样理解对不对:

    你的理解是正确的.
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