CPU性能优化：超线程技术

在多核处理器设计中，还有一种技术叫做超线程技术，hyper threading ，目前主要应用在Intel，AMD的X86多核处理器上，大家买计算机时，经常会看到4核8线程，6核12线程的说明，带有这些字眼的处理器一般都采用了超线程技术。

超线程技术的实现原理和打印机类似，在CPU内部很多资源其实也是可以共享的，如ALU，FPU，Cache，总线等，也有很多资源是每个线程独有的，如寄存器状态，堆栈等，我们通过增加一些控制逻辑电路，保存各个线程的状态，共享ALU，Cache等共享资源，就可以在一个物理Core上实现两个逻辑Core，操作系统可以给每个逻辑Core都分配1个线程运行。

这里需要注意的是，在同一个物理Core上的两个线程并不是同时运行的，因为每个线程都需要使用物理Core上的共享资源，但是两个线程之间可以相互协助运行，一般处理器上的两个线程切换只需要20 000个时钟周期就可以了，而超线程处理器上的两个线程切换需要一个时钟周期就可以了，上下文切换的开销时间大大的减少了，超线程技术其实就是欺骗操作系统，让操作系统认为它有更多的Core，给它分分配更多的任务之星，通过减少CPU的空闲时间来提高CPU的利用率，因为线程在两个逻辑处理器上并不是真正的并行，所以也不可能带来2倍的性能提升，但是通过增加5%左右的芯片面积换来CPU15% - 30%的性能提升，还是很划算的。

超线程技术的使用也离不开硬件和软件层面的支持，首先主板和BIOS要支持超线程技术，操作系统也需要对超线程技术有专门的优化，Windows操作系统从WIndows XP以后就开始支持超线程技术，GNU/Linux 操作系统从linux 2.6以后开始支持超线程技术，除此之外，英勇层面也需要支持超线程技术，如NPTL库等。

并不是所有的场合都适合使用超线程技术，可以根据自己的实际需求选择开启或者关闭超线程，在高并发的服务器场合下，使用超线程技术确实可以提升性能，但是在一些对单核性能要求比较高的场合，如大型游戏，开启超线程反而会增加系统的开销，影响性能，在Intel核AMD的处理器产品系列中，你会发现并不是所有的处理器都使用了超线程技术，甚至某代处理器全部放弃使用，而最新的Intel 10代处理器则又卷土重来，全面开启超线程，截至目前，市面上还没有发现使用超线程技术的ARM处理器。