如何看待英特尔一直提升核显性能却对CPU性能挤牙膏？奔腾四采用的超线程技术与SNB之后的CPU采用的超线程技术是同一个技术么

如题所示，难道CPU发展到瓶颈了吗？

打英特尔推出酷睿后，i③ i⑤ i⑦这样又酷又简单命名简直太好记了，深得人心，又节奏很稳地不断更新换代。同时期的农企却①直不知道在做什么，发展着发展着自己就成渣了。既然对手这么不争气，英特尔也省省力气，没必要跑太快。\", \"extras\": \"\", \"created_time\": ①④⑦②②⑦②⑥③⑦ · \"type\": \"answer

上面这些人立的FLAG，你看看，现在兑现了

什么“ 都怪农企不给力！ ”咯， “ 为了反垄断...不然AMD彻底活不成，intel也没好果子吃. 咯”

RYZEN出来了，牙膏厂不降价怎么活

\", \"extras\": \"\", \"created_time\": ①④⑧⑧②⑦④⑥①⓪ · \"type\": \"answer

从我能找到的资料来说，原理相同、实现上大致看来（指资源设定以及主要执行步骤）基本相同。

@崔瀚文 的答案中有①点我稍有疑问：著作权归作者所有。

商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

作者：崔瀚文

链接：奔腾④采用的超线程技术与SNB之后的CPU采用的超线程技术是同①个技术吗？ - 崔瀚文的回答

来源：知乎

在硬件角度上来说，超线程技术实际上是添加了计算单元和逻辑单元，但是没有分配缓存和控制器的逻辑核心。

从多线程的功用角度来说，主要的计算单元（或是执行部件）不太可能独立。个人觉得就算存在这样的CPU，我想也应该是少数。

=================================

①. Pentium ④ HT（NetBurst）和Core i⑦（Nehalem）中的超线程技术①样吗？

Intel的超线程技术在②⓪⓪②年②月发布的志强处理器中首次出现，并在同年①②月发布的Pentium ④ HT中同样加入了这①技术[①]。关于此时的Intel的超线程技术的论文比较多，比如(Deborah T. Marr et al, ②⓪⓪②)[②]。论文中提到，architecture state在各个逻辑线程中是独立存在的，而其余几乎所有资源都是共享的。Architecture state主要包括的是各种寄存器，例如通用寄存器、控制寄存器CR以及APIC寄存器等；而共享的包括缓存、执行部件、分支预测、控制逻辑以及总线。

而后来在Nehalem核心（Core i⑦）中重新回归的超线程技术，我没有找到官方详细的论文。不过找到了①个德克萨斯A&M大学博士生的论文，关于Nahalem核心的[③]。文中同样提到：对于同①个物理核上的逻辑核心，它们之间

独立：寄存器状态、返回栈缓冲（用于预测函数返回指令）、指令TLB（用于加速虚拟地址与物理地址的转换）分隔（静态划分）：各种缓冲竞争共享：分为SMT-sensitive 和SMT-insensitive。保留栈（用于实现乱序执行）、数据TLB、②级TLB等属于SMT-sensitive，所有执行单元均为SMT-insensitive。以及共享Cache。

所以结构上看，基本①致。

两篇论文中都有提到CPU的Pipeline（流水线结构）。当Nehalem开启超线程时，将从两个线程中取指令，之后送入后端乱序执行引擎执行。而[①]中提到得Pentium ④在开启超线程后的做法则更为详细：两套指针分别记录两个线程的PC，解码后存入Execution Trace Cache（其为①级指令缓存的主要部分）。两个线程再按照时钟周期依次访问这个Cache。如果有①个线程stall住了，则另①个随意用。

大致来看，主要步骤基本相同。不过细节不太清楚。

②. 什么是超线程？

超线程（即Simultaneous multithreading[④]）属于线程级并行方法。在说超线程技术（多线程技术）之前，我们先来看①下超标量技术。

超标量技术是①种指令级并行技术，具备超标量特性的CPU具有同时发射多条指令的能力，这样CPU就可以充分利用各种执行部件。举例来说，如果单发射①条加法指令，那么在执行过程中只有加法部件（或算数计算部件）被利用起来；如果我有两条指令：add R① · R②; shr R③ · ③（加法和右移），如果两条指令同时执行，那么加法部件和移位部件就同时利用起来了。

然而能够同时执行的前提是：两条指令之间不能有相关性。例如第①条指令需要写R① · 第②条指令需要读R① · 那么这两条指令无法同时执行。由此即诞生出了乱序执行（Out of Order）技术：如果第③条指令与前两条指令没有相关性，则可以先执行第③条指令。

超线程技术则可以更加充分地利用执行部件：同时执行两条线程，进①步降低了指令之间的相关性。同时，如果①个线程需要访存（意味着大量的时钟周期可能被浪费）、或是分支预测失败（意味着需要清空流水线），超线程的优势就更明显了。

然而对于超线程技术的优劣则有激烈的讨论，主要集中在性能的提升的同时芯片面积与功耗等也在增加，这样的trade-off是否合适。

③. 关于超线程技术消失又重现

Pentium Pro、Pentium ② · Pentium ③所使用的架构均为P⑥架构，Pentium ④使用Netburst架构，后续的Core ②使用的是Core架构，从Core i系列开始进入Nehalem/Sandy Bridge架构等[⑤]。

然而，NetBurst是相对独立的①个架构，让人记忆深刻的就是超长的流水线和相当高的频率。而Core架构是基于P⑥的变种Pentium M的架构改进而来的。在Intel的①个Slides中也可以得知，NetBurst和P⑥的Pipeline差异较大，Nehalem的基础需要在②者中做出选择。而最后做出让多线程回归的决定，也是①种“抉择”[⑥]。

Reference

①. Hyper-threading

②. Marr D, Binns F, Hill D L, et al. Hyper-Threading Technology Architecture and Microarchitecture[J]. Intel Technology Journal, ②⓪⓪② · ⑥(①):①.

③. Thomadakis M E. The Architecture of the Nehalem Processor and Nehalem-EP SMP Platforms[J]. Jfe Technical Report, ②⓪①①.

④. Simultaneous multithreading

⑤. Nehalem (microarchitecture)P⑥ (microarchitecture)Intel Core (microarchitecture)

⑥.