對(duì)超線程和雙通道技術(shù)的正確認(rèn)識(shí)
2020-07-16 13:15:52
供稿：網(wǎng)友
對(duì)于超線程技術(shù)和雙通道內(nèi)存控制技術(shù)可以說是兩種不同的技術(shù)。當(dāng)然，這兩種技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，均能從不同的應(yīng)用層面找到自己的位置和價(jià)值。為了讓大家徹底了解兩種技術(shù)，筆者認(rèn)為，唯有對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的剖析和縱向?qū)Ρ葴y(cè)試，方能找到我們所需要的答案。當(dāng)然，也只有這樣，才能使我們?cè)凇皵€機(jī)”的時(shí)候，做到“有的放矢”，以避免自己錢袋中所剩無幾的“銀兩”被浪費(fèi)掉。
一、 什么是“超線程”處理器技術(shù)?
1、簡(jiǎn)單定義“超線程”技術(shù)
所謂超線程技術(shù)就是利用特殊的硬件指令，把多線程處理器內(nèi)部的兩個(gè)邏輯內(nèi)核模擬成兩個(gè)物理芯片，從而使單個(gè)處理器就能“享用”線程級(jí)的并行計(jì)算的處理器技術(shù)。多線程技術(shù)可以在支持多線程的作系統(tǒng)和軟件上，有效的增強(qiáng)處理器在多任務(wù)、多線程處理上的處理能力。
超線程技術(shù)可以使作系統(tǒng)或者應(yīng)用軟件的多個(gè)線程，同時(shí)運(yùn)行于一個(gè)超線程處理器上，其內(nèi)部的兩個(gè)邏輯處理器共享一組處理器執(zhí)行單元，并行完成加、乘、負(fù)載等作。這樣做可以使得處理器的處理能力提高30%，因?yàn)樵谕粫r(shí)間里，應(yīng)用程序可以充分使用芯片的各個(gè)運(yùn)算單元。
對(duì)于單線程芯片來說，雖然也可以每秒鐘處理成千上萬條指令，但是在某一時(shí)刻，其只能夠?qū)σ粭l指令（單個(gè)線程）進(jìn)行處理，結(jié)果必然使處理器內(nèi)部的其它處理單元閑置。而“超線程”技術(shù)則可以使處理器在某一時(shí)刻，同步并行處理更多指令和數(shù)據(jù)（多個(gè)線程）?？梢赃@樣說，超線程是一種可以將CPU內(nèi)部暫時(shí)閑置處理資源充分“調(diào)動(dòng)”起來的技術(shù)。
2、超線程是如何工作的？
在處理多個(gè)線程的過程中，多線程處理器內(nèi)部的每個(gè)邏輯處理器均可以單獨(dú)對(duì)中斷做出響應(yīng)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)邏輯處理器跟蹤一個(gè)軟件線程時(shí)，第二個(gè)邏輯處理器也開始對(duì)另外一個(gè)軟件線程進(jìn)行跟蹤和處理了。
另外，為了避免CPU處理資源沖突，負(fù)責(zé)處理第二個(gè)線程的那個(gè)邏輯處理器，其使用的是僅是運(yùn)行第一個(gè)線程時(shí)被暫時(shí)閑置的處理單元。例如：當(dāng)一個(gè)邏輯處理器在執(zhí)行浮點(diǎn)運(yùn)算（使用處理器的浮點(diǎn)運(yùn)算單元）時(shí)，另一個(gè)邏輯處理器可以執(zhí)行加法運(yùn)算（使用處理器的整數(shù)運(yùn)算單元）。這樣做，無疑大大提高了處理器內(nèi)部處理單元的利用率和相應(yīng)的數(shù)據(jù)、指令處吞吐能力。
3、實(shí)現(xiàn)超線程的五大前提條件
（1）需要CPU支持：
目前正式支持超線程技術(shù)的CPU有Pentium4 3.06GHz 、2.40C、2.60C、2.80C 、3.0GHz、3.2GHz以及Prescott（Pentium5）處理器，還有部分型號(hào)的Xeon。
（2）需要主板芯片組支持：
正式支持超線程技術(shù)的主板芯片組的主要型號(hào)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系列芯片組均可正常支持超線程技術(shù)的使用，而早前的845E以及850E芯片組只要升級(jí)BIOS就可以解決支持的問題。SIS方面有SiS645DX（B版）、SiS648（B版）、SIS655、SIS658、SIS648FX。VIA方面有P4X400A、P4X600、P4X800。
（3）需要主板BIOS支持：
主板廠商必須在BIOS中支持超線程才行。
（4）需要作系統(tǒng)支持：
目前微軟的作系統(tǒng)中只有Windows XP支持此功能，而在Windows2000上實(shí)現(xiàn)對(duì)超線程支持的計(jì)劃已經(jīng)取消了。
（5）需要應(yīng)用軟件支持：
一般來說，只要能夠支持多處理器的軟件均可支持超線程技術(shù)，但是實(shí)際上這樣的軟件并不多，而且偏向于圖形、視頻處理等專業(yè)軟件方面，游戲軟件極少有支持的。應(yīng)用軟件Office 2003、Office 2000、Office XP等。另外Linux kernel 2.4.x以后的版本也支持超線程技術(shù)。
補(bǔ)充：超線程技術(shù)是Intel的獨(dú)門武器
二、 什么是“雙通道”內(nèi)存技術(shù)?
雙通道內(nèi)存技術(shù)，就是在北橋（又稱之為GMH）芯片組里制作兩個(gè)內(nèi)存控制器，這兩個(gè)內(nèi)存控制器是可以相互獨(dú)立工作的。在這兩個(gè)內(nèi)存通道上，CPU可以分別尋址、讀取數(shù)據(jù)，從而可以使內(nèi)存的帶寬增加一倍，數(shù)據(jù)存取速度也相應(yīng)增加一倍（理論上是這樣）。
目前流行的雙通道DDR內(nèi)存構(gòu)架是在兩個(gè)64bitDDR內(nèi)存控制器構(gòu)筑而成的，其帶寬可以達(dá)到128bit，但工作方式不同于單通道128bit的內(nèi)存控制技術(shù)。因?yàn)殡p通道體系的兩個(gè)內(nèi)存控制器是獨(dú)立的、具備互補(bǔ)性的智能內(nèi)存控制器，兩個(gè)內(nèi)存控制器都能夠在彼此間零等待時(shí)間的情況下同時(shí)運(yùn)作。例如：當(dāng)控制器B準(zhǔn)備進(jìn)行下一次存取內(nèi)存的時(shí)候，控制器 A就在讀/寫主內(nèi)存，反之亦然。兩個(gè)內(nèi)存控制器的這種互補(bǔ)“天性”可以讓有效等待時(shí)間縮減50%，從而使內(nèi)存的帶寬翻了一翻。雙通道DDR的兩個(gè)內(nèi)存控制器在功能上是完全一樣的，并且兩個(gè)控制器的時(shí)序參數(shù)都是可以單獨(dú)編程設(shè)定的。這樣的靈活性可以讓用戶使用兩條不同構(gòu)造、容量、速度的DIMM內(nèi)存條，此時(shí)雙通道DDR簡(jiǎn)單地調(diào)整到最低的密度來實(shí)現(xiàn)128bit帶寬，允許不同密度/等待時(shí)間特性的DIMM內(nèi)存條可以可靠地共同運(yùn)作。
簡(jiǎn)而言之，雙通道技術(shù)是一種關(guān)系到主板芯片組的技術(shù)，與內(nèi)存自身無關(guān)，只要廠商在芯片內(nèi)部整合兩個(gè)內(nèi)存控制器，就可以構(gòu)成雙通道DDR系統(tǒng)。而主板廠商只需要按照內(nèi)存通道將DIMM分為Channel 1與Channel 2，用戶也需要成雙成對(duì)地插入內(nèi)存，就如同RDRAM那樣。如果只插單根內(nèi)存，那么兩個(gè)內(nèi)存控制器中只會(huì)工作一個(gè)，也就沒有了雙通道的效果了。
雙通道內(nèi)存控制技術(shù)可以非常有效的提高內(nèi)存帶寬，特別是那些需要同內(nèi)存頻繁交換數(shù)據(jù)的軟件和整合有圖形核心（整合顯卡）的芯片組。在865G這樣整合有顯卡的雙通道主板上，雙通道內(nèi)存控制技術(shù)所帶來的高帶寬，可以幫助整合顯卡在劃分主存做為顯存的時(shí)候，得到更高的數(shù)據(jù)帶寬，而顯存的數(shù)據(jù)帶寬正是制約一塊顯卡性能發(fā)揮的瓶頸所在。//武林網(wǎng)www.49028c.com
對(duì)于整合圖形核心的主板來說，其內(nèi)存不僅要與CPU頻繁變換數(shù)據(jù)，而且還將被主板上整合的圖形核心共享為顯存。而在這個(gè)時(shí)候，顯存也必將頻繁地進(jìn)行數(shù)據(jù)變換，而這對(duì)于有限內(nèi)存帶寬來說，無疑將是一種嚴(yán)峻的考驗(yàn)。
雙通道內(nèi)存控制技術(shù)是一種主板芯片組技術(shù)，只有支持雙通道內(nèi)存控制技術(shù)的芯片組才能構(gòu)架起雙通道內(nèi)存平臺(tái)，英特爾陣營有I850、 i875P、i7205、i865PE、i865G、SIS655、SIS655FX、VIA PT600（P4X600）、VIA PT800（P4X800）、VIA PT880、9XX系列等芯片組，其真可謂人才濟(jì)濟(jì)，而AMD陣營僅有NForce2 ,NForce3,NForce4,GForce6100/6150芯片組獨(dú)力支撐局面。
三、“超線程”處理器技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
1、超線程技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
（1）超線程在Web服務(wù)、SQL數(shù)據(jù)庫等很多服務(wù)器領(lǐng)域的應(yīng)用中表現(xiàn)優(yōu)異。
?。?）主流的桌面芯片組基本都已可以支持超線程，你無需額外的花費(fèi)。
（3）Windows XP已經(jīng)針對(duì)其作出優(yōu)化，在運(yùn)行多個(gè)不支持多線程的程序時(shí)，性能也可能會(huì)獲得提高。即便帶來損失，也會(huì)顯得比較輕微。
（4）在某些支持多線程的軟件應(yīng)用上能夠得到30%左右的性能提升，如3dsmax、Maya、Office、Photoshop等。Intel甚至在一項(xiàng)測(cè)試中取得了90%的提高。
2、超線程技術(shù)的缺點(diǎn)：
?。?）較受歡迎的Windows 2000并不支持超線程技術(shù)，必須得安裝也許您并不滿意的Windows XP。
?。?）打開超線程后處理單線程應(yīng)用，處理器性能有時(shí)會(huì)降低。
?。?）缺乏針對(duì)超線程優(yōu)化的各種普通應(yīng)用軟件，性能因此得不到充分體現(xiàn)。
總的來說，通過以上優(yōu)缺點(diǎn)的比較，我們已經(jīng)了解到了超線程技術(shù)的確能夠在處理多任務(wù)的時(shí)候，能夠給系統(tǒng)性能帶來一定的提升。而在運(yùn)行單任務(wù)處理的時(shí)候，多線程的其優(yōu)勢(shì)是無法表現(xiàn)出來的，而且一旦打開超線程，處理器內(nèi)部緩存就會(huì)被劃分成幾個(gè)區(qū)域，互相共享內(nèi)部資源，從而造成單個(gè)的子系統(tǒng)性能下降。 筆者認(rèn)為，用戶在進(jìn)行單任務(wù)作時(shí)候，沒有必要打開超線程，只有多任務(wù)作時(shí)候可以適時(shí)打開超線程，享受超線程技術(shù)帶來的好處。
四、“雙通道”內(nèi)存控制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
1、雙通道的優(yōu)點(diǎn)
（1）可以帶來2倍的內(nèi)存帶寬，從而可以那些與必須內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行頻繁交換的軟件得到極大的好處，譬如SPEC Viewperf、3DMAX、IBM Data Explorer、Lightscape等。
（2）在板載顯卡共享內(nèi)存的時(shí)候，雙通道技術(shù)帶來的高內(nèi)存帶寬可以幫助顯卡在游戲中獲得更為流暢的速度，以3Dmark2001Se為例，其得分成績(jī)的差距，可以拉大到15-40%。
2、雙通道的缺點(diǎn)
（1）必須構(gòu)架在支持雙通道的主板上，并且必須要有兩條相同容量、類型內(nèi)存條。英特爾的雙通道對(duì)于內(nèi)存類型和容量要求很高，兩根內(nèi)存條必須完全一致。而SIS和VIA的雙通道主板則允許不同容量和類型的內(nèi)存共存，只要是兩根內(nèi)存條就行。
（2）雙通道內(nèi)存控制技術(shù)在普通的游戲和應(yīng)用上，與單通道的差距極小。
（3）需要購買支持雙通道內(nèi)存控制技術(shù)的主板和兩根內(nèi)存條，而這需要更多的成本。
（4）雙通道的接法，對(duì)于初手來說十分重要，一旦接法不正確，將無法使雙通道起作用。
（5）雙通道內(nèi)存架構(gòu)，其超頻比較困難，這對(duì)于喜歡DIY超頻朋友將不太適合。。
DDR2與DDR的區(qū)別
與DDR相比，DDR2最主要的改進(jìn)是在內(nèi)存模塊速度相同的情況下，可以提供相當(dāng)于DDR內(nèi)存兩倍的帶寬。這主要是通過在每個(gè)設(shè)備上高效率使用兩個(gè)DRAM核心來實(shí)現(xiàn)的。作為對(duì)比，在每個(gè)設(shè)備上DDR內(nèi)存只能夠使用一個(gè)DRAM核心。技術(shù)上講，DDR2內(nèi)存上仍然只有一個(gè)DRAM核心，但是它可以并行存取，在每次存取中處理4個(gè)數(shù)據(jù)而不是兩個(gè)數(shù)據(jù)。與雙倍速運(yùn)行的數(shù)據(jù)緩沖相結(jié)合，DDR2內(nèi)存實(shí)現(xiàn)了在每個(gè)時(shí)鐘周期處理多達(dá)4bit的數(shù)據(jù)，比傳統(tǒng)DDR內(nèi)存可以處理的2bit數(shù)據(jù)高了一倍。DDR2內(nèi)存另一個(gè)改進(jìn)之處在于，它采用FBGA封裝方式替代了傳統(tǒng)的TSOP方式。
然而，盡管DDR2內(nèi)存采用的DRAM核心速度和DDR的一樣，但是我們?nèi)匀灰褂眯轮靼宀拍艽钆銬DR2內(nèi)存，因?yàn)镈DR2的物理規(guī)格和DDR是不兼容的。首先是接口不一樣，DDR2的針腳數(shù)量為240針，而DDR內(nèi)存為184針；其次，DDR2內(nèi)存的VDIMM電壓為1.8V，也和DDR內(nèi)存的2.5V不同。
