超线程（Hyper-Threading）

运行方式

      每个单位时间内，一个CPU只能处理一个线程（操作系统：thread），以这样的单位进行，如果想要在一单位时间内处理超过一个线程是不可能的，除非是有两个CPU的实体单元。双核心技术是将两个一样的CPU放置于一个封装内（直接将两个CPU做成一个芯片）。而英特尔的Hyper-Threading技术是在CPU内部仅复制必要的资源、让CPU模拟成两个线程；也就是一个实体核心，两个逻辑线程，在一单位时间内处理两个线程的工作，模拟实体双核心、双线程运作。

      Intel自Pentium开始引入超标量、乱序运行、大量的暂存器及寄存器重命名、多指令解码器、预测运行等特性；这些特性的原理是让CPU拥有大量资源，并可以预先运行及平行运行指令，以增加指令运行效率，可是在现实中这些资源经常闲置；为了有效利用这些资源，就干脆再增加一些资源来运行第二个线程，让这些闲置资源可运行另一个线程，而且CPU只要增加少数资源就可以模拟成两个线程运作。

Hyper-Threading概述

      超线程技术，Hyper-Threading是一种多线程并行技术——即同步多执行线程（SMT，simultaneous Multi-threading）。通过在一枚cpu上整合两个逻辑处理器（注：是处理器而不是运算单元）单元，使得具有这种技术的新型CPU具有能同时执行多个线程的能力。

      Hyper-Threading的原理很简单，就是把一颗CPU当成两颗来用，将一颗具Hyper-Threading功能的“实体”处理器变成两个“逻辑”处理器，而逻辑处理器对于操作系统来说跟实体处理器并没什么两样，因此操作系统会把工作线程分派给这“两颗”处理器去执行，让多种应用程序或单一应用程序的多个执行绪（thread），能够同时在同一颗处理器上执行；不过两个逻辑处理器是共享这颗CPU的所有执行资源。

      Hyper-Threading做法是复制一颗处理器的架构指挥中心(architectural state)变成两个，使得操作系统认为是在与两颗处理器沟通，但这两个架构指挥中心共享该处理器的工作资源（execution resources）。架构指挥中心追踪每个程序或执行绪的执行状况；工作资源指的则是“处理器用来进行加、乘、加载等工作的单元（execution unit）”。如此一来，操作系统把工作线程安排好以后，就分派给这两个逻辑上的处理器执行，而这颗CPU的每个执行单元等于在同样的时间内要服务两个“指令处理中心”，当然它的效率就高多了，操作系统就把一颗实体的处理器认定为两个逻辑处理器作工作指派，当然整体工作效能就比没有具备Hyper-Threading 的处理器高出许多，性价比自然高出许多。

顾虑

      由于处理器实际上只有一个实体核心，能够提升的性能约为5~15%左右，且万一发生资源互抢的情形时，整体性能反而会下降。这亦是AMD不提供虚拟双核心处理器的理由。

      要令到电脑支持超线程技术，必须要软件和硬件的配合。

• 硬件方面：处理器本身要支持超线程，芯片组亦要支持相关处理器。
• 软件方面：要充分发挥超线程的性能，用户要使用支持超线程技术的操作系统（除了微软的Windows 2000之后的版本外，Linux kernel 2.4.x亦开始支持该技术）。不是所有程序都可以发挥超线程，通常优化了多处理器的程序都可以支持到。