多线程处理器发展浅析

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多线程处理器发展浅析

作者：郑显安

来源：《科技创新导报》2012年第01期

摘要:本文着重于多线程处理器的发展前景,结合其硬件特点从物理核心作为分析入口,通过当今多核心处理器产品实例的优缺点来阐明超线程技术的发展趋势。

关键词:多核心处理器多线程超线程

中图分类号:TP338 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)01(a)-0018-01

所谓多线程,就是一种基于计算机软、硬件系统的处理技术,是具备并行处理多任务处理能力的计算平台。多线程技术也可以用于区别各种任务,以便分配给更多对时间比较敏感的流量

的优先权。在相当长的一段时间内基于硬件的多线程技术其实已经存在了,如果用户在日常工

作中经常接触高性能的服务器、工作站,对于经常使用的四路、八路、十六路甚至三十二路或

者更多的处理组合,这就不是什么新的技术。通俗的讲,就是利用多颗处理器搭建起来的计算平台来处理多任务的多线程技术。处理器是独立的,又通过总线进行数据交换,从这看又是并行的处理结构,并行的处理结构能同时处理多个线程。

在20世纪后期,计算机平台处理能力的基本单位是以处理器的颗数来决定的,一颗处理器只能达到处理一个线程的处理能力。在出现面向以工作站、服务器领域为工作平台的系统软件也是根据处理器的数量进行分类的,系统软件也是以处理器的数量衡量性能。几路处理器就需要

安装相应的能支持处理器数量的系统软件。为了能使处理器充分的榨取性能来数据处理,出现

了超线程技术。超线程技术就是把处理器空闲的资源加以充分利用,把单个处理器逻辑出多核

处理器的方式工作,在运行操作系统上会显示出两个或多个逻辑处理器让操作系统调用,于是操作系统就能将多个指令、线程交送到处理器来处理,这也就实现了对两个或多个线程的并行处理。

进入21世纪,出现了多线程处理器。英特尔公司、AMD公司等,早已把多线程技术引入服务器领域。目前硬件多线程已经成为主流应用,并越来越被视为处理器设计中实现最佳性能的

有效方法。在一个支持超线程技术的平台上,一颗处理器具备的计算能力是两个线程,所以单颗处理器其实也已经具备了一个双线程的能力。最初,超线程的技术还是首先用在了服务器平台上,但最众所周知的具备超线程技术的处理器,就是曾经划时代的Inter奔腾Ⅳ产品线。在Inter

奔腾Ⅳ大获成功之后,处理器又开始了一次更大的多核化变革,这次的变革不是发生在逻辑层次而是发生在物理层面上的变化。从Intel公司出品奔腾Ⅳ系列开始,双核心处理器逐渐崭露头角。此时的双核心处理器在物理意义上就是两个完整的处理核心封包在一个核心中,与双路系

统的两颗完全分开的物理处理器不同,这两个完整的处理内核并存在一个处理器的内部,内核之间通讯不再需要通过处理器外部的总线来实现。当然,双核心的处理器也能够完成对两个指令

的同时处理,也具备双线程的处理能力,也就是双核心、四线程的处理能力。