什么是 CPU 超线程及其工作原理?

因此,您打算购买一台新计算机并遇到 CPU 超线程这个术语。了解计算机中发生的事情可能很难——别担心,我们知道。

随着大量新术语和首字母缩略词的出现,事情很快就会变得混乱。这对于 CPU 尤其如此。如果您要购买一台新计算机,您需要确保它具有良好的 CPU。那么,什么是超线程?超线程是噱头吗?

继续阅读以了解您需要了解的有关超线程、它的工作原理以及您是否需要它的所有信息。

什么是 CPU?

CPU 或中央处理单元几乎是您计算机的大脑。它是您计算机上运行程序的部分。 CPU 存在于您能想到的各种计算机中——台式 PC、笔记本电脑、智能手机,应有尽有。

CPU 通过处理计算机其他部分(RAM)提供给它的信息并执行操作(或生成输出)来工作。当您运行程序时,CPU 会解释指令并向您显示结果。

您可能还看到过“核心”这个词。每个内核基本上都是在向处理单元 添加另一个 CPU 。并且,每个内核都能够一次执行一个进程。最初,CPU 只有一个内核。

有了额外的内核,CPU 可以一次执行更多操作。今天的大多数 CPU 都是四核的,有些甚至是八核的。

好的——所以内核越多越好。超线程呢?

什么是超线程?

传统 CPU 是单线程的。这意味着它们一次只能执行一个功能。

另一方面,超线程是英特尔版本的同步多线程(SMT)。 SMT 将每个 CPU 内核拆分为两个虚拟内核(称为线程)。这两个虚拟内核能够同时处理指令(如果程序允许的话),这意味着多线程有效地使 CPU 的内核数量翻了一番。

因此,如果您有一个带超线程的四核 CPU,您就有八个虚拟内核。这与将物理内核数量加倍并不完全相同——稍后会详细介绍。

超线程通过将 CPU 可以同时处理的进程数加倍来提高 CPU 性能。这意味着 CPU 可以更轻松地处理要求更高的应用程序。

超线程如何工作?

与两个物理 CPU 内核不同,超线程使用虚拟内核(称为逻辑内核)。这些内核共享处理器的资源,如执行引擎和缓存。如果您不确定这些是什么,请不要担心。这意味着每个内核可以更高效地工作,因为虚拟内核共享硬件。当一个逻辑内核在等待数据时停顿时,另一个逻辑内核可以“借用”这些资源来执行自己的任务。

虚拟内核不等于物理内核。更多的物理核心总是比更多的虚拟核心更可取。这是因为每个物理内核都有自己的架构,并且更加强大和高效。

基本上,超线程将使四核处理器比没有超线程的四核处理器更强大,但八核处理器将比两者都强大得多。

处理核心的效率完全取决于相关的操作系统和软件。如果软件不是为了生成多个线程而编写的,或者它不能很好地与该特定处理器配合使用,那么超线程的效率就会降低。

超线程值得吗?

首先,重要的是要记住物理内核比逻辑内核更重要。如果您要在两种相似的 CPU 之间进行选择,一种具有两个内核和超线程,或者一种具有四个物理内核,请选择具有四个物理内核的一种!

目前,对于许多应用程序来说,超线程是不必要的。仅当您必须同时运行多个高需求程序时,额外的好处才重要。这些程序首先必须能够利用超线程。

因此,如果您使用可以创建更多线程的高端软件(如 3D 渲染或视频编码软件),超线程将有助于最大限度地提高处理速度。但是对于使用文字处理器或网络浏览器的普通人来说,超线程可能不会增加太多速度。而且,超线程 CPU 通常比非超线程 CPU 贵。

但是,这可能正在改变。越来越多的程序(和游戏)正在开发中,它们将在超线程 CPU 上表现得更好。

超线程的缺点

超线程 CPU 比非超线程 CPU 使用更多的功率。如果您不使用超线程,则这种额外的功耗可能是不必要的成本。在服务器群等多计算机应用程序的情况下尤其如此,在这些应用程序中,电费可能非常大。

超线程 CPU 也比同类 CPU 贵。这可能就是英特尔等制造商选择将超线程限制在其专业级 CPU(i9 及 Rocket Lake 及更高版本)上的原因。所以如果你不需要超线程,你可能不想花额外的钱。

你应该得到一个超线程CPU吗?

如果您是使用专为创建多线程而设计的高需求软件的专业人士,那么获得支持超线程的 CPU 可能是您的选择。但如果您是一个典型的 PC 用户,并不真正需要超线程,那么它可能完全没有必要。

将来,利用超线程的程序可能会变得更加普遍。随着技术的进步和软件变得更加资源密集,超线程可能成为游戏等更多应用程序所必需的。

在撰写本文时,游戏和程序开始变得更加线程繁重。这意味着超线程可以帮助“面向未来”您的下一台 PC。但是,大多数较旧的应用程序(包括大多数游戏)都是单线程的,因此如果这是您的主要用途,则不需要超线程!

目前,您可能会看到超线程对常见程序的处理速度略有提高——这是否值得增加成本取决于您!

现在您已了解 CPU 超线程所需的一切

我们希望本文已经解释了您需要了解的有关 CPU 超线程的所有信息。但为了以防万一,这里是总结:

  • 超线程将每个物理 CPU 内核拆分为两个虚拟内核。
  • 物理 CPU 内核比虚拟内核更强大。
  • 超线程对于高端软件很重要,但对于日常程序则没有那么重要。
  • 在不久的将来,超线程可能会变得更加有用。

现在您知道下次购买 PC 时要注意什么了,何不开始寻找适合您需求的 PC?