什么是超线程技术?

什么是超线程技术?它的由来是什么?它有什么特点?用途是什么?有什么优劣势?

超线程技术是一种让单个物理CPU核心看起来像两个或多个独立的处理器的技术,可以提高CPU的利用率和并行性能。它的由来可以追溯到1973年,当时Edward S. Davidson和Leonard. E. Shar在一篇论文中首次描述了这种技术。后来,英特尔在2002年开始在Xeon和Pentium 4处理器上引入超线程技术,并逐步发展到现在的Core i系列处理器中。

超线程技术的特点是,在一个物理核心中创建多个线程,每个线程都有自己的程序计数器、指令寄存器和条件码寄存器,但是共享其他的CPU资源,如算术逻辑单元、缓存、总线等。这样,当一个线程的指令停顿时,另一个线程可以利用空闲的资源执行自己的指令,从而提高CPU的吞吐量。

超线程技术的用途主要是适合运行内存IO密集而非计算密集的应用程序,因为这种应用程序中有更多的等待时间可以被利用。例如,服务器、数据库、网络、虚拟化等领域都可以从超线程技术中受益。

超线程技术的优势是,它可以在不增加芯片面积和功耗太多的情况下,提高CPU的性能表现,尤其是在多任务和多线程的环境下。据英特尔称,超线程技术可以使Pentium 4处理器的性能提高15%-30%。

超线程技术的劣势是,它并不能适用于所有的应用程序,对于计算密集型的应用程序,超线程技术反而可能导致性能下降,因为它会增加总体延迟、能耗和缓存抖动。此外,超线程技术还存在安全风险,因为恶意程序可以通过监控同一个核心上的其他线程的内存访问模式,来窃取加密信息。

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