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CPU 中的多线程如何工作

导读 硬件线程通过允许同时执行多个流来优化 CPU 性能,提高多任务处理能力。同步多线程 (SMT) 通过同时处理多个线程来提高 CPU 核心吞吐

硬件线程通过允许同时执行多个流来优化 CPU 性能,提高多任务处理能力。

同步多线程 (SMT) 通过同时处理多个线程来提高 CPU 核心吞吐量,从而实现高效的任务处理。

多线程复杂性需要复杂的线程调度算法来平衡负载、管理资源和优化性能。

线程这个术语指的是两个不同的概念:硬件线程和操作系统线程。硬件线程,也称为逻辑或虚拟 CPU 核心,允许单个 CPU 核心同时执行多个指令流,从而在内存访问停滞等任务期间优化性能。同时,操作系统线程是操作系统管理的执行单元,运行应用程序和内核代码。这些线程可能多达数千个,被调度到可用的硬件线程上以实现高效处理。

硬件线程或虚拟内核使物理 CPU 内核能够同时执行多个进程,通过同时处理多个任务来增强多任务处理能力。相比之下,软件线程表示进程内的一系列编程指令,由操作系统的调度程序独立管理。然后,这些软件线程被分配给硬件线程执行。这种方法优化了 CPU 性能,允许同时高效处理多个应用程序和任务。

什么是同步多线程 (SMT)?CPU 内部架构示意图,突出显示支持同时多线程的组件。

同步多线程 (SMT) 是现代 CPU 中使用的一种高级硬件多线程。SMT 允许单个 CPU 核心同时执行多个指令流(或线程)。这是通过复制处理器的某些部分(例如寄存器和程序计数器)同时共享执行单元和缓存等其他资源来实现的。