每个核心的多个线程中存在并行级别

Question

所以我一直在研究一些每核心实现多线程的技术（比如英特尔的超线程），我想知道这些技术的并行程度是什么。是真正的并行还是更有效的并发？它们似乎仍然共享相同的执行单元和核心资源，基本上看起来它只是虚拟化使用。所以我不确定真正的并行性是如何发生的。如果是这种情况那么有什么好处呢？您可以通过有效的线程上下文切换来实现并发。

Answer 1

我不是专家，但是从我读过的内容（Long Duration Spin-wait Loops on Hyper-Threading Technology Enabled Intel Processors）：

  

每个物理处理器都有两个逻辑处理器。每个逻辑处理器都有自己独立的架构状态，但几乎可以共享物理处理器上的所有其他资源，例如高速缓存，执行单元，分支预测器，控制逻辑和总线。

因此，基本上，如果一个逻辑处理器使用物理单元（例如，FPU，浮点单元），则允许另一个逻辑处理器使用另一个资源（例如，ALU，算术逻辑单元）。 / p>

根据我的阅读，您可以预期性能提升15-20％的最佳案例情景。我没有任何实际数字，但不要指望与添加另一个物理处理器相同的性能提升水平。

Answer 2

因此，有很多因素决定了超线程中的好处。首先，由于它们共享资源，显然没有真正的并行性，但它们的并发性有所增加，具体取决于处理器的类型。

有三种类型的硬件线程。细粒度，以循环方式切换线程，目标是增加吞吐量，代价是增加单个线程延迟。切换以时钟为基础进行。有一个课程粒度更像是一个上下文切换，其中处理器在发生停顿或某种类型的内存提取时切换线程。然后同时在同一时钟中发生线程切换，这意味着在重新排序缓冲区和管道中同时存在多个线程数据。它们描述如下。

超线程对应于此图中的SMT。如图所示，设计的有效性主要取决于一件事：管道的繁忙程度。在动态调度的处理器中，目标是尽可能使管道和执行单元保持忙碌，其优点是从我看到的收益减少约0％到5％。对于静态调度的处理器，其中管道有很多停顿，其优点更为普遍，并且根据编译器重新排序指令的能力，可以看到大约20％到40％的增益。