超 執 行 緒 技 術 (Hyper Threading Technology)

超 執 行 緒 技 術 (Hyper Threading Technology)


簡 單 的 說，Hyper Threading 是 一 種 同 步 多 線 程（SMT，simultaneous Multi-threading）技 術，它 的 原 理 很 簡 單， 就 是 把 一 顆 CPU 當 成 兩 顆 來 用，將 一 顆 具 Hyper-Threading 能 的 "實 體" 處 理 器 變 成 兩 個 "邏 輯" 處 理 器, 而 邏 輯 處 理 器 對 於 作 業 系 統 來 說 跟 實 體 處 理 器 並 沒 什 麼 兩 樣，因 此 作 業 系 統 會 把 工 作 分 派 給 這 "兩 顆" 處 理 器 去 執 行，讓 多 種 應 用 程 式 或 單 一 應 用 程 式 的 多 個 線 程（thread），能 夠 同 時 在 同 一 顆 處 理 器 上 執 行；不 過 兩 個 邏 輯 處 理 器 是 共 用 這 顆 CPU 的 所 有 執 行 資 源 。下 圖 為 支 援 HT 與 沒 有 支 援 HT 的 資 料 傳 輸 量 的 比 較 圖。



通 過 整 合 這 一 技 術，具 有 Hyper-Threading 技 術 的 CPU 能 在 同 一 物 理 處 理 器 資 源 下 同 時 執 行 兩 個 程 式，或 者 是 一 個 程 式 的 兩 個 線 程，從 而 使 物 理 處 理 器 資 源 利 用 率 至 少 提 升 40%。Intel 將 在 未 來 使 用 Net Burst 架 構 的 全 線 處 理 器 中 引 入 這 一 技 術。

Hyper-Threading 做 法 是 複 製 一 顆 處 理 器 的 架 構 指 揮 中 心 (architectural state) 變 成 兩 個，使 得 Windows 作 業 系 統 認 是 在 與 兩 顆 處 理 器 溝 通，但 這 兩 個 架 構 指 揮 中 心 共 用 該 處 理 器 的 工 作 資 源 (execution resources)。 架 構 指 揮 中 心 追 蹤 每 個 程 式 或 線 程 的 執 行 狀 況； 工 作 資 源 指 的 則 是 "處 理 器 用 來 進 行 加、乘、載 入 等 工 作 的 單 元 (execution unit)"。 如 此 一 來，作 業 系 統 把 工 作 線 程 安 排 好 以 後， 就 分 派 給 這 兩 個 邏 輯 上 的 處 理 器 執 行，而 這 顆 CPU 的 每 個 執 行 單 元 等 於 在 同 樣 的 時 間 內 要 服 務 兩 個 "指 令 處 理 中 心"，當 然 它 的 效 率 就 高 多 了，作 業 系 統 就 把 一 顆 實 體 的 處 理 器 認 定 兩 個 邏 輯 處 理 器 作 工 作 指 派， 當 然 整 體 工 作 效 能 就 比 沒 有 具 備 Hyper-Threading Technology 的 處 理 器 高 出 ?多，性 能 就 比 自 然 高 出 ?多。


在 圖 (一) 中，左 邊 的 圖 代 表 具 有 兩 個 分 離 的 實 體 處 理 器 的 傳 統 多 重 處 理 器 系 統。每 個 處 理 器 都 有 一 組 屬 於 自 己 的 處 理 器 執 行 資 源 以 及 結 構 狀 態。 右 邊 的 組 態 表 示 使 用 Intel Xeon 處 理 器 家 族 的 多 重 處 理 器 系 統，每 個 伺 服 器 都 具 有 超 線 程 (Hyper-Threading) 技 術。


具 有 多 重 處 理 器 能 的 軟 體 應 用 程 式 不 需 要 經 過 修 改，就 可 以 使 用 兩 倍 的 邏 輯 處 理 器。每 個 邏 輯 處 理 器 都 可 獨 立 回 應 中 斷。 第 一 個 邏 輯 處 理 器 可 追 蹤 一 個 軟 體 線 程、而 同 時 第 二 個 處 理 器 也 可 追 蹤 另 一 個 軟 體 線 程。 由 於 兩 個 線 程 共 用 同 一 組 執 行 資 源，因 此 若 一 個 線 程 正 在 執 行 中，第 二 個 線 程 將 會 暫 時 閒 置。這 種 方 式 的 結 果 是 每 個 實 體 處 理 器 中 的 執 行 資 源 使 用 率 將 會 提 升。


作 業 系 統 會 因 一 顆 Hyper-Threading 處 理 器 中 有 兩 個 架 構 指 揮 中 心，而 將 它 視 為 兩 個 各 自 獨 立 的、 "邏 輯 上 的" 處 理 器。 當 作 業 系 統 要 為 每 個 任 務 安 排 線 程 時，它 會 把 這 顆 處 理 器 視 為 兩 顆 處 理 器 來 加 以 運 用。 一 套 支 援 多 處 理 器 系 統 的 應 用 軟 體，在 擁 有 雙 倍 邏 輯 處 理 器 數 量 的 Hyper-Threading 架 構 中，不 必 修 改 就 可 以 跑 得 起 來。每 個 邏 輯 處 理 器 可 單 獨 對 中 斷 處 理 做 出 回 應， 兩 個 邏 輯 處 理 器 可 以 同 步 處 理 兩 個 不 同 的 線 程， 而 這 兩 個 線 程 共 用 處 理 器 的 工 作 資 源。 當 一 顆 處 理 器 只 處 理 一 個 線 程 時，工 作 資 源 常 有 ?多 閒 置 (idle)，但 若 這 顆 處 理 器 劃 分 成 了 兩 個 邏 輯 處 理 器、同 時 處 理 兩 個 線 程 時，閒 置 下 來 的 工 作 資 源 可 以 去 處 理 第 二 個 執 行 緒 的 需 求。舉 例 來 說， 當 一 個 邏 輯 處 理 器 在 進 行 浮 點 運 算 時，另 一 顆 邏 輯 處 理 器 可 以 執 行 加 法 或 載 入 的 工 作；因 此 整 體 來 說 ， 這 顆 處 理 器 的 工 作 資 源 的 使 用 率 大 幅 提 高 了。



轉載來源~華 碩

ovsmowen

不錯哦~~  不知它在做處理時會不會真的比較快