對超線程和雙通道技術的正確認識
2020-07-16 13:15:52
供稿：網友
對于超線程技術和雙通道內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，把多線程處理器內部的兩個邏輯內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作系統和軟件上，有效的增強處理器在多任務、多線程處理上的處理能力。
超線程技術可以使作系統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，其內部的兩個邏輯處理器共享一組處理器執行單元，并行完成加、乘、負載等作。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據（多個線程）。可以這樣說，超線程是一種可以將CPU內部暫時閑置處理資源充分“調動”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，多線程處理器內部的每個邏輯處理器均可以單獨對中斷做出響應，當第一個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行加法運算（使用處理器的整數運算單元）。這樣做，無疑大大提高了處理器內部處理單元的利用率和相應的數據、指令處吞吐能力。
3、實現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，9XX系列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）需要作系統支持：
目前微軟的作系統中只有Windows XP支持此功能，而在Windows2000上實現對超線程支持的計劃已經取消了。
（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、視頻處理等專業軟件方面，游戲軟件極少有支持的。應用軟件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。
補充：超線程技術是Intel的獨門武器
二、 什么是“雙通道”內存技術?
雙通道內存技術，就是在北橋（又稱之為GMH）芯片組里制作兩個內存控制器，這兩個內存控制器是可以相互獨立工作的。在這兩個內存通道上，CPU可以分別尋址、讀取數據，從而可以使內存的帶寬增加一倍，數據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內存構架是在兩個64bitDDR內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的內存控制技術。因為雙通道體系的兩個內存控制器是獨立的、具備互補性的智能內存控制器，兩個內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：當控制器B準備進行下一次存取內存的時候，控制器 A就在讀/寫主內存，反之亦然。兩個內存控制器的這種互補“天性”可以讓有效等待時間縮減50%，從而使內存的帶寬翻了一翻。雙通道DDR的兩個內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內存條，此時雙通道DDR簡單地調整到最低的密度來實現128bit帶寬，允許不同密度/等待時間特性的DIMM內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，與內存自身無關，只要廠商在芯片內部整合兩個內存控制器，就可以構成雙通道DDR系統。而主板廠商只需要按照內存通道將DIMM分為Channel 1與Channel 2，用戶也需要成雙成對地插入內存，就如同RDRAM那樣。如果只插單根內存，那么兩個內存控制器中只會工作一個，也就沒有了雙通道的效果了。
雙通道內存控制技術可以非常有效的提高內存帶寬，特別是那些需要同內存頻繁交換數據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，得到更高的數據帶寬，而顯存的數據帶寬正是制約一塊顯卡性能發揮的瓶頸所在。//武林網www.companysz.com
對于整合圖形核心的主板來說，其內存不僅要與CPU頻繁變換數據，而且還將被主板上整合的圖形核心共享為顯存。而在這個時候，顯存也必將頻繁地進行數據變換，而這對于有限內存帶寬來說，無疑將是一種嚴峻的考驗。
雙通道內存控制技術是一種主板芯片組技術，只有支持雙通道內存控制技術的芯片組才能構架起雙通道內存平臺，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，其真可謂人才濟濟，而AMD陣營僅有NForce2 ,NForce3,NForce4,GForce6100/6150芯片組獨力支撐局面。
三、“超線程”處理器技術的優點與缺點
1、超線程技術的優點
?。?）超線程在Web服務、SQL數據庫等很多服務器領域的應用中表現優異。
（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。
?。?）Windows XP已經針對其作出優化，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）缺乏針對超線程優化的各種普通應用軟件，性能因此得不到充分體現。
總的來說，通過以上優缺點的比較，我們已經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，多線程的其優勢是無法表現出來的，而且一旦打開超線程，處理器內部緩存就會被劃分成幾個區域，互相共享內部資源，從而造成單個的子系統性能下降。 筆者認為，用戶在進行單任務作時候，沒有必要打開超線程，只有多任務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”內存控制技術的優缺點
1、雙通道的優點
（1）可以帶來2倍的內存帶寬，從而可以那些與必須內存數據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）在板載顯卡共享內存的時候，雙通道技術帶來的高內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、類型內存條。英特爾的雙通道對于內存類型和容量要求很高，兩根內存條必須完全一致。而SIS和VIA的雙通道主板則允許不同容量和類型的內存共存，只要是兩根內存條就行。
（2）雙通道內存控制技術在普通的游戲和應用上，與單通道的差距極小。
（3）需要購買支持雙通道內存控制技術的主板和兩根內存條，而這需要更多的成本。
（4）雙通道的接法，對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）雙通道內存架構，其超頻比較困難，這對于喜歡DIY超頻朋友將不太適合。。
DDR2與DDR的區別
與DDR相比，DDR2最主要的改進是在內存模塊速度相同的情況下，可以提供相當于DDR內存兩倍的帶寬。這主要是通過在每個設備上高效率使用兩個DRAM核心來實現的。作為對比，在每個設備上DDR內存只能夠使用一個DRAM核心。技術上講，DDR2內存上仍然只有一個DRAM核心，但是它可以并行存取，在每次存取中處理4個數據而不是兩個數據。與雙倍速運行的數據緩沖相結合，DDR2內存實現了在每個時鐘周期處理多達4bit的數據，比傳統DDR內存可以處理的2bit數據高了一倍。DDR2內存另一個改進之處在于，它采用FBGA封裝方式替代了傳統的TSOP方式。
然而，盡管DDR2內存采用的DRAM核心速度和DDR的一樣，但是我們仍然要使用新主板才能搭配DDR2內存，因為DDR2的物理規格和DDR是不兼容的。首先是接口不一樣，DDR2的針腳數量為240針，而DDR內存為184針；其次，DDR2內存的VDIMM電壓為1.8V，也和DDR內存的2.5V不同。
