超線程和雙通道內(nèi)存控制技術

1、對于超線程技術和雙通道內(nèi)存控制技術可以說是兩種不同的技術。當然，這兩種技術在實際中的應用，均能從不同的應用層面找到自己的位置和價值。為了讓大家徹底了解兩種技術，筆者認為，唯有對這兩種技術進行相應的剖析和縱向對比測試，方能找到我們所需要的答案。當然，也只有這樣，才能使我們在“攢機”的時候，做到“有的放矢”，以避免自己錢袋中所剩無幾的“銀兩”被浪費掉。一、 什么是“超線程”處理器技術? 1、簡單定義“超線程”技術所謂超線程技術就是利用特殊的硬件指令，把多線程處理器內(nèi)部的兩個邏輯內(nèi)核模擬成兩個物理芯片，從而使單個處理器就能“享用”線程級的并行計算的處理器技術。多線程技術可以在支持多線程的操作系統(tǒng)和軟

2、件上，有效的增強處理器在多任務、多線程處理上的處理能力。超線程技術可以使操作系統(tǒng)或者應用軟件的多個線程，同時運行于一個超線程處理器上，其內(nèi)部的兩個邏輯處理器共享一組處理器執(zhí)行單元，并行完成加、乘、負載等操作。這樣做可以使得處理器的處理能力提高30%，因為在同一時間里，應用程序可以充分使用芯片的各個運算單元。對于單線程芯片來說，雖然也可以每秒鐘處理成千上萬條指令，但是在某一時刻，其只能夠對一條指令（單個線程）進行處理，結果必然使處理器內(nèi)部的其它處理單元閑置。而“超線程”技術則可以使處理器在某一時刻，同步并行處理更多指令和數(shù)據(jù)（多個線程）?？梢赃@樣說，超線程是一種可以將CPU內(nèi)部暫時閑置處理資源充

3、分“調(diào)動”起來的技術。2、超線程是如何工作的？ 在處理多個線程的過程中，多線程處理器內(nèi)部的每個邏輯處理器均可以單獨對中斷做出響應，當?shù)谝粋€邏輯處理器跟蹤一個軟件線程時，第二個邏輯處理器也開始對另外一個軟件線程進行跟蹤和處理了。另外，為了避免CPU處理資源沖突，負責處理第二個線程的那個邏輯處理器，其使用的是僅是運行第一個線程時被暫時閑置的處理單元。例如：當一個邏輯處理器在執(zhí)行浮點運算（使用處理器的浮點運算單元）時，另一個邏輯處理器可以執(zhí)行加法運算（使用處理器的整數(shù)運算單元）。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的數(shù)據(jù)、指令處吞吐能力。3、實現(xiàn)超線程的五大前提條件（1）需要CPU

4、支持：目前正式支持超線程技術的CPU有Pentium4 3.06GHz 、2.40C、2.60C、2.80C 、3.0GHz、3.2GHz以及Prescott（Pentium5）處理器，還有部分型號的Xeon。（2）需要主板芯片組支持：正式支持超線程技術的主板芯片組的主要型號包括Intel的875P，E7205，850E，865PE/G/P，845PE/GE/GV，845G(B-stepping)，845E。875P，E7205，865PE/G/P，845PE/GE/GV芯片組均可正常支持超線程技術的使用，而早前的845E以及850E芯片組只要升級BIOS就可以解決支持的問題。SIS方面有Si

5、S645DX（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）需要操作系統(tǒng)支持：目前微軟的操作系統(tǒng)中只有Windows XP支持此功能，而在Windows2000上實現(xiàn)對超線程支持的計劃已經(jīng)取消了。（5）需要應用軟件支持：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，但是實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。應用軟件有Office 2000、Office XP等。另外Linux k

6、ernel 2.4.x以后的版本也支持超線程技術。二、 什么是“雙通道”內(nèi)存技術?雙通道內(nèi)存技術，就是在北橋（又稱之為GMH）芯片組里制作兩個內(nèi)存控制器，這兩個內(nèi)存控制器是可以相互獨立工作的。在這兩個內(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)存取速度也相應增加一倍（理論上是這樣）。目前流行的雙通道DDR內(nèi)存構架是在兩個64bitDDR內(nèi)存控制器構筑而成的，其帶寬可以達到128bit，但工作方式不同于單通道128bit的內(nèi)存控制技術。因為雙通道體系的兩個內(nèi)存控制器是獨立的、具備互補性的智能內(nèi)存控制器，兩個內(nèi)存控制器都能夠在彼此間零等待時間的情況下同時運作。例如：

7、當控制器B準備進行下一次存取內(nèi)存的時候，控制器 A就在讀/寫主內(nèi)存，反之亦然。兩個內(nèi)存控制器的這種互補“天性”可以讓有效等待時間縮減50%，從而使內(nèi)存的帶寬翻了一翻。 雙通道DDR的兩個內(nèi)存控制器在功能上是完全一樣的，并且兩個控制器的時序參數(shù)都是可以單獨編程設定的。這樣的靈活性可以讓用戶使用兩條不同構造、容量、速度的DIMM內(nèi)存條，此時雙通道DDR簡單地調(diào)整到最低的密度來實現(xiàn)128bit帶寬，允許不同密度/等待時間特性的DIMM內(nèi)存條可以可靠地共同運作。簡而言之，雙通道技術是一種關系到主板芯片組的技術，與內(nèi)存自身無關，只要廠商在芯片內(nèi)部整合兩個內(nèi)存控制器，就可以構成雙通道DDR系統(tǒng)。而主板廠商

8、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，那么兩個內(nèi)存控制器中只會工作一個，也就沒有了雙通道的效果了。雙通道內(nèi)存控制技術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。對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

9、核心共享為顯存。而在這個時候，顯存也必將頻繁地進行數(shù)據(jù)變換，而這對于有限內(nèi)存帶寬來說，無疑將是一種嚴峻的考驗。雙通道內(nèi)存控制技術是一種主板芯片組技術，只有支持雙通道內(nèi)存控制技術的芯片組才能構架起雙通道內(nèi)存平臺，英特爾陣營有I850、 i875P、i7205、i865PE、i865G、SIS655、SIS655FX、VIA PT600（P4X600）、VIA PT800（P4X800）、VIA PT880等芯片組，其真可謂人才濟濟，而AMD陣營僅有NForce2 、NForce3芯片組獨力支撐局面。三、“超線程”處理器技術的優(yōu)點與缺點1、超線程技術的優(yōu)點（1）超線程在Web服務、SQL數(shù)據(jù)庫等很

10、多服務器領域的應用中表現(xiàn)優(yōu)異。（2）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。（3）Windows XP已經(jīng)針對其作出優(yōu)化，在運行多個不支持多線程的程序時，性能也可能會獲得提高。即便帶來損失，也會顯得比較輕微。（4）在某些支持多線程的軟件應用上能夠得到30%左右的性能提升，如3dsmax、Maya、Office、Photoshop等。Intel甚至在一項測試中取得了90%的提高。2、超線程技術的缺點：（1）較受歡迎的Windows 2000并不支持超線程技術，必須得安裝也許您并不滿意的Windows XP。（2）打開超線程后處理單線程應用，處理器性能有時會降低。（3）缺乏針對超

11、線程優(yōu)化的各種普通應用軟件，性能因此得不到充分體現(xiàn)?？偟膩碚f，通過以上優(yōu)缺點的比較，我們已經(jīng)了解到了超線程技術的確能夠在處理多任務的時候，能夠給系統(tǒng)性能帶來一定的提升。而在運行單任務處理的時候，多線程的其優(yōu)勢是無法表現(xiàn)出來的，而且一旦打開超線程，處理器內(nèi)部緩存就會被劃分成幾個區(qū)域，互相共享內(nèi)部資源，從而造成單個的子系統(tǒng)性能下降。 筆者認為，用戶在進行單任務操作時候，沒有必要打開超線程，只有多任務操作時候可以適時打開超線程，享受超線程技術帶來的好處。四、“雙通道”內(nèi)存控制技術的優(yōu)缺點1、雙通道的優(yōu)點（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)存的時候，雙通道技術帶來的高內(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，其得分成績的差距，可以拉大到15-40%。2、雙通道的缺點（1）必須構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