主题：【知识】“超线程”与双通道” -- 我心飞翔

最近在各大市场中发现一个有意思的现象，凡是来电脑城攒机的用户不管是初学者、游戏玩家还是高手们，装机选择最多的怎都就是Intel P4C系列处理器(支持超线程)和I865芯片组(支持双通道内存技术)主板，好像不选择具备超线程技术的P4和支持双通道的芯片组就是一种落伍、掉价的表现。可是他们当中又有多少人真正了解这两种技术呢，而最终将它们的性能发挥出来的人又有多少呢？

　　一、 什么是“超线程”处理器技术

　　简单定义“超线程”技术

　　所谓超线程技术就是利用特殊的硬件指令，把多线程处理器内部的两个逻辑内核模拟成两个物理芯片，从而使单个处理器就能“享用”线程级的并行计算的处理器技术。多线程技术可以在支持多线程的操作系统和软件上，有效的增强处理器在多任务、多线程处理上的处理能力。

　　超线程技术可以使操作系统或者应用软件的多个线程，同时运行于一个超线程处理器上，其内部的两个逻辑处理器共享一组处理器执行单元，并行完成加、乘、负载等操作。这样做可以使得处理器的处理能力提高30%，因为在同一时间里，应用程序可以充分使用芯片的各个运算单元。

　　对于单线程芯片来说，虽然也可以每秒钟处理成千上万条指令，但是在某一时刻，其只能够对一条指令(单个线程)进行处理，结果必然使处理器内部的其它处理单元闲置。而“超线程”技术则可以使处理器在某一时刻，同步并行处理更多指令和数据(多个线程)。可以这样说，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。

　　超线程是如何工作的

　　在处理多个线程的过程中，多线程处理器内部的每个逻辑处理器均可以单独对中断做出响应，当第一个逻辑处理器跟踪一个软件线程时，第二个逻辑处理器也开始对另外一个软件线程进行跟踪和处理了。

　　另外，为了避免CPU处理资源冲突，负责处理第二个线程的那个逻辑处理器，其使用的是仅是运行第一个线程时被暂时闲置的处理单元。例如：当一个逻辑处理器在执行浮点运算(使用处理器的浮点运算单元)时，另一个逻辑处理器可以执行加法运算(使用处理器的整数运算单元)。这样做，无疑大大提高了处理器内部处理单元的利用率和相应的数据、指令处吞吐能力。

　　实现超线程的五大前提条件

　　(1)需要CPU支持

　　目前正式支持超线程技术的CPU有Pentium4 3.06GHz 、2.40C、2.60C、2.80C 、3.0GHz、3.2GHz以及Prescott处理器，还有部分型号的Xeon。

　　(2)需要主板芯片组支持

　　正式支持超线程技术的主板芯片组的主要型号包括Intel的875P，E7205，850E，865PE/G/P，845PE/GE/GV，845G(B-stepping)，845E。875P，E7205，865PE/G/P，845PE/GE/GV芯片组均可正常支持超线程技术的使用，而早前的845E以及850E芯片组只要升级BIOS就可以解决支持的问题。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

　　主板厂商必须在BIOS中支持超线程才行。

　　(4)需要操作系统支持

　　目前微软的操作系统中只有Windows XP专业版及后续版本支持此功能，而在Windows2000上实现对超线程支持的计划已经取消了。

　　(5)需要应用软件支持

　　一般来说，只要能够支持多处理器的软件均可支持超线程技术，但是实际上这样的软件并不多，而且偏向于图形、视频处理等专业软件方面，游戏软件极少有支持的。应用软件有Office 2000、Office XP等。另外Linux kernel 2.4.x以后的版本也支持超线程技术。

　　二、 什么是“双通道”内存技术?

　　双通道内存技术，就是在北桥(又称之为GMH)芯片组里制作两个内存控制器，这两个内存控制器是可以相互独立工作的。在这两个内存通道上，CPU可以分别寻址、读取数据，从而可以使内存的带宽增加一倍，数据存取速度也相应增加一倍(理论上是这样)。

　　目前流行的双通道DDR内存构架是在两个64bitDDR内存控制器构筑而成的，其带宽可以达到128bit，但工作方式不同于单通道128bit的内存控制技术。因为双通道体系的两个内存控制器是独立的、具备互补性的智能内存控制器，两个内存控制器都能够在彼此间零等待时间的情况下同时运作。例如：当控制器B准备进行下一次存取内存的时候，控制器 A就在读/写主内存，反之亦然。两个内存控制器的这种互补“天性”可以让有效等待时间缩减50%，从而使内存的带宽翻了一翻。

　　双通道DDR的两个内存控制器在功能上是完全一样的，并且两个控制器的时序参数都是可以单独编程设定的。这样的灵活性可以让用户使用两条不同构造、容量、速度的DIMM内存条，此时双通道DDR简单地调整到最低的密度来实现128bit带宽，允许不同密度/等待时间特性的DIMM内存条可以可靠地共同运作。

　　简而言之，双通道技术是一种关系到主板芯片组的技术，与内存自身无关，只要厂商在芯片内部整合两个内存控制器，就可以构成双通道DDR系统。而主板厂商只需要按照内存通道将DIMM分为Channel 1与Channel 2，用户也需要成双成对地插入内存，就如同RDRAM那样。如果只插单根内存，那么两个内存控制器中只会工作一个，也就没有了双通道的效果了。如果只插单根内存，那么两个内存控制器中只会工作一个。

　　双通道内存控制技术可以非常有效的提高内存带宽，特别是那些需要同内存频繁交换数据的软件和整合有图形核心(整合显卡)的芯片组。在865G这样整合有显卡的双通道主板上，双通道内存控制技术所带来的高带宽，可以帮助整合显卡在划分主存做为显存的时候，得到更高的数据带宽，而显存的数据带宽正是制约一块显卡性能发挥的瓶颈所在。

　　对于整合图形核心的主板来说，其内存不仅要与CPU频繁变换数据，而且还将被主板上整合的图形核心共享为显存。而在这个时候，显存也必将频繁地进行数据变换，而这对于有限内存带宽来说，无疑将是一种严峻的考验。

　　双通道内存控制技术是一种主板芯片组技术，只有支持双通道内存控制技术的芯片组才能构架起双通道内存平台，英特尔阵营有I850、 i875P、i7205、i865PE、i865G、SIS655、SIS655FX、VIA PT600(P4X600)、VIA PT800(P4X800)、VIA PT880等芯片组，其真可谓人才济济，而AMD阵营仅有NForce2 、NForce3芯片组以及即将上市的KT880独力支撑局面。