電腦硬體入門知識全解(CPU篇) – 硬體DIY –

  一:CPU主頻率

這是一個最受新手關注的指標,指的就是CPU內核工作的時鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說的某款CPU是多少兆赫茲的,而這個多少兆赫茲就是「CPU的主頻」。主頻雖與CPU速度有關係,但不是絕對的正比關係,因為CPU的運算速度還要看CPU流水線(流水線下面介紹)的各方面性能指標(緩存、指令集,CPU位數等)。因此主頻不代表CPU的整體性能,但提高主頻對於提高CPU運算速度卻是至關重要的。主頻的計算公式為:主頻=外頻*倍頻。

二:外頻:

外頻是CPU乃至整個計算機系統的基準頻率,單位是MHz(兆赫茲)。在早期的電腦中,記憶體與主板之間的同步運行的速度等於外頻,在這種方式下,可以理解為CPU外頻直接與記憶體相連通,做到兩者間的同步運行狀態。對於目前的計算機系統來說,兩者完全可以不相同,但是外頻的意義仍然存在,計算機系統中大多數的頻率都是在外頻的基礎上,乘以一定的倍數來做到。

三:倍頻

CPU的倍頻,全稱是倍頻系數。CPU的核心工作頻率與外頻之間存在著一個比值關係,這個比值就是倍頻系數,簡稱倍頻。理論上倍頻是從1.5一直到無限的,但需要注意的是,倍頻是以以0.5為一個間隔單位。外頻與倍頻相乘就是主頻,所以其中任何一項提高都可以使CPU的主頻上升。原先並沒有倍頻概念,CPU的主頻和系統總線的速度是一樣的,但CPU的速度越來越快,倍頻技術也就應允而生。它可使系統總線工作在相對較低的頻率上,而CPU速度可以通過倍頻來無限提升。那麼CPU主頻的計算方式變為:主頻 = 外頻 x 倍頻。也就是倍頻是指CPU和系統總線之間相差的倍數,當外頻不變時,提高倍頻,CPU主頻也就越高。

四:流水線

對於CPU來說,它的工作可分為獲取指令、解碼、運算、結果幾個步驟。其中前兩步由指令控制器完成,後兩步則由運算器完成。按照傳統的方式,所有指令按順序執行,先由指令控制器工作,完成一條指令的前兩步,然後運算器工作,完成後兩步,依此類推……很明顯,當指令控制器工作時運算器基本上處於閒置狀態,當運算器在工作時指令控制器又在休息,這樣就造成了相當大的資源浪費。於是CPU借鑒了工業生產中被廣泛應用的流水線設計,當指令控制器完成了第一條指令的前兩步後,直接開始第二條指令的操作,運算器單元也是,這樣就形成了流水線。流水線設計可最大限度地利用了 CPU資源,使每個部件在每個時鐘周期都在工作,從而提高了CPU的運算頻率。

工業生產中採用增設工人的方法加長流水線作業可有效提高單位時間的生產量,而CPU採用級數更多的流水線設計可使它在同一時間段內處理更多的指令,有效提高其運行頻率。如Intel在Northwood核心Pentium 4處理器中設計的流水線為20級,而在Prescott核心Pentium 4處理器中其流水線達到了31級,而正是超長流水線的使用,使得Pentium 4在和Athlon XP(整數流水線10級,浮點流水線15級)的頻率大戰中取得了優勢。

CPU工作時,指令並不是孤立的,許多指令需要按一定順序才能完成任務,一旦某個指令在運算過程中發生了錯誤,就可能導致整條流水線停頓下來,等待修正指令的修正,流水線越長級數越多,出錯的幾率自然也變得更大,旦出錯影響也越大。在一條流水線中,如果第二條指令需要用到第一條指令的結果,這種情況叫做相關,一旦某個指令在運算過程中發生了錯誤,與之相關的指令也都會變得無意義。

最後,由於導電體都會產生延時,流水線級數越長導電延遲次數就越多,總延時自然也就越長,CPU完成單個任務的時間就越長。因此,流水線設計也不是越長越好的。

五:CPU緩存

CPU緩存(Cache Memory)位於CPU與記憶體之間的臨時存儲器,它的容量比記憶體小但交換速度快。在緩存中的數據是記憶體中的一小部分,但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的,當CPU調用大量數據時,就可避開記憶體直接從緩存中調用,從而加快讀取速度。由此可見,在CPU中加入緩存是一種高效的解決方案,這樣整個記憶體儲器(緩存+記憶體)就變成了既有緩存的高速度,又有記憶體的大容量的存儲系統了。緩存對CPU的性能影響很大,主要是因為CPU的數據交換順序和CPU與緩存間的帶寬引起的。

緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時,首先從緩存中查找,如果找到就立即讀取並送給CPU處理;如果沒有找到,就用相對慢的速度從記憶體中讀取並送給CPU處理,同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中,可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行,不必再調用記憶體。

正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高(大多數CPU可達90%左右),也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中,只有大約10%需要從記憶體讀取。這大大節省了CPU直接讀取記憶體的時間,也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說,CPU讀取數據的順序是先緩存後記憶體。

最早先的CPU緩存是個整體的,而且容量很低,英特爾公司從Pentium時代開始把緩存進行了分類。當時集成在CPU內核中的緩存已不足以滿足CPU的需求,而製造工藝上的限制又不能大幅度提高緩存的容量。因此出現了集成在與CPU同一塊電路板上或主板上的緩存,此時就把 CPU內核集成的緩存稱為一級緩存,而外部的稱為二級緩存。一級緩存中還分數據緩存(Data Cache,D-Cache)和指令緩存(Instruction Cache,I-Cache)。二者分別用來存放數據和執行這些數據的指令,而且兩者可以同時被CPU訪問,減少了爭用Cache所造成的衝突,提高了處理器效能。英特爾公司在推出Pentium 4處理器時,用新增的一種一級追蹤緩存替代指令緩存,容量為12KμOps,表示能存儲12K條微指令。

隨著CPU製造工藝的發展,二級緩存也能輕易的集成在CPU內核中,容量也在逐年提升。現在再用集成在CPU內部與否來定義一、二級緩存,已不確切。而且隨著二級緩存被集成入CPU內核中,以往二級緩存與CPU大差距分頻的情況也被改變,此時其以相同於主頻的速度工作,可以為CPU提供更高的傳輸速度。

二級緩存是CPU性能表現的關鍵之一,在CPU核心不變化的情況下,增加二級緩存容量能使性能大幅度提高。而同一核心的CPU高低端之分往往也是在二級緩存上有差異,由此可見二級緩存對於CPU的重要性。 CPU在緩存中找到有用的數據被稱為命中,當緩存中沒有CPU所需的數據時(這時稱為未命中),CPU才訪問記憶體。從理論上講,在一顆擁有二級緩存的CPU中,讀取一級緩存的命中率為80%。也就是說CPU一級緩存中找到的有用數據占數據總量的80%,剩下的20%從二級緩存中讀取。由於不能準確預測將要執行的數據,讀取二級緩存的命中率也在80%左右(從二級緩存讀到有用的數據占總數據的16%)。那麼還有的數據就不得不從記憶體調用,但這已經是一個相當小的比例了。目前的較高端的CPU中,還會帶有三級緩存,它是為讀取二級緩存後未命中的數據設計的—種緩存,在擁有三級緩存的CPU中,只有約5%的數據需要從記憶體中調用,這進一步提高了CPU的效率。

為了保證CPU訪問時有較高的命中率,緩存中的內容應該按一定的算法替換。一種較常用的算法是「最近最少使用算法」(LRU算法),它是將最近一段時間內最少被訪問過的行淘汰出局。因此需要為每行設置一個計數器,LRU算法是把命中行的計數器清零,其他各行計數器加1。當需要替換時淘汰行計數器計數值最大的數據行出局。這是一種高效、科學的算法,其計數器清零過程可以把一些頻繁調用後再不需要的數據淘汰出緩存,提高緩存的利用率。

CPU產品中,一級緩存的容量基本在4KB到64KB之間,二級緩存的容量則分為128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一級緩存容量各產品之間相差不大,而二級緩存容量則是提高CPU性能的關鍵。二級緩存容量的提升是由CPU製造工藝所決定的,容量增大必然導致CPU內部晶體管數的增加,要在有限的CPU面積上集成更大的緩存,對製造工藝的要求也就越高。

六:前端總線

前端總線是處理器與主板北橋晶片或記憶體控制集線器之間的數據通道,其頻率高低直接影響CPU訪問記憶體的速度;BIOS可看作是一個記憶電腦相關設定的軟體,可以通過它調整相關設定。BIOS存儲於板卡上一塊晶片中,這塊晶片的名字叫COMS RAM。但就像ATA與IDE一樣,大多人都將它們混為一談。

總線是將信息以一個或多個源部件傳送到一個或多個目的部件的一組傳輸線。通俗的說,就是多個部件間的公共連線,用於在各個部件之間傳輸信息。人們常常以MHz表示的速度來描述總線頻率。總線的種類很多,前端總線的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是將CPU連接到北橋晶片的總線。計算機的前端總線頻率是由CPU和北橋晶片共同決定的。

CPU就是通過前端總線(FSB)連接到北橋晶片,進而通過北橋晶片和記憶體、顯卡交換數據。前端總線是CPU和外界交換數據的最主要通道,因此前端總線的數據傳輸能力對計算機整體性能作用很大,如果沒足夠快的前端總線,再強的CPU也不能明顯提高計算機整體速度。數據傳輸最大帶寬取決於所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率,即數據帶寬=(總線頻率×數據位寬)÷8。目前PC機上所能達到的前端總線頻率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz幾種,前端總線頻率越大,代表著CPU與北橋晶片之間的數據傳輸能力越大,更能充分發揮出CPU的功能。現在的CPU技術發展很快,運算速度提高很快,而足夠大的前端總線可以保障有足夠的數據供給給CPU,較低的前端總線將無法供給足夠的數據給CPU,這樣就限制了CPU性能得發揮,成為系統瓶頸。

CPU和北橋晶片間總線的速度,更實質性的表示了CPU和外界數據傳輸的速度。而外頻的概念是建立在數字脈沖信號震蕩速度基礎之上的,也就是說,100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鐘震蕩一萬萬次,它更多的影響了PIC及其他總線的頻率。之所以前端總線與外頻這兩個概念容易混淆,主要的原因是在以前的很長一段時間裡(主要是在Pentium 4出現之前和剛出現Pentium 4時),前端總線頻率與外頻是相同的,因此往往直接稱前端總線為外頻,最終造成這樣的誤會。隨著計算機技術的發展,人們發現前端總線頻率需要高於外頻,因此採用了QDR(Quad Date Rate)技術,或者其他類似的技術做到這個目前。這些技術的原理類似於AGP的2X或者4X,它們使得前端總線的頻率成為外頻的2倍、4倍甚至更高,從此之後前端總線和外頻的區別才開始被人們重視起來。

七:CPU核心類型

Athlon XP的核心類型

Athlon XP有4種不同的核心類型,但都有共同之處:都採用Socket A接口而且都採用PR標稱值標註。

Palomino

這是最早的Athlon XP的核心,採用0.18um製造工藝,核心電壓為1.75V左右,二級緩存為256KB,封裝方式採用OPGA,前端總線頻率為266MHz。

Thoroughbred

這是第一種採用0.13um製造工藝的Athlon XP核心,又分為Thoroughbred-A和Thoroughbred-B兩種版本,核心電壓1.65V-1.75V左右,二級緩存為256KB,封裝方式採用OPGA,前端總線頻率為266MHz和333MHz。

Thorton

採用0.13um製造工藝,核心電壓1.65V左右,二級緩存為256KB,封裝方式採用OPGA,前端總線頻率為333MHz。可以看作是屏蔽了一半二級緩存的Barton。

Barton

採用0.13um製造工藝,核心電壓1.65V左右,二級緩存為512KB,封裝方式採用OPGA,前端總線頻率為333MHz和400MHz。

新Duron的核心類型

AppleBred

採用0.13um製造工藝,核心電壓1.5V左右,二級緩存為64KB,封裝方式採用OPGA,前端總線頻率為266MHz。沒有採用PR標稱值標註而以實際頻率標註,有1.4GHz、1.6GHz和1.8GHz三種。

Athlon 64系列CPU的核心類型

Clawhammer

採用0.13um製造工藝,核心電壓1.5V左右,二級緩存為1MB,封裝方式採用mPGA,採用Hyper Transport總線,內置1個128bit的記憶體控制器。採用Socket 754、Socket 940和Socket 939接口。

Newcastle

其與Clawhammer的最主要區別就是二級緩存降為512KB(這也是AMD為了市場需要和加快推廣64位CPU而採取的相對低價政策的結果),其它性能基本相同。

AMD雙核心處理器

分別是雙核心的Opteron系列和全新的Athlon 64 X2系列處理器。其中Athlon 64 X2是用以抗衡Pentium D和Pentium Extreme Edition的桌面雙核心處理器系列。

AMD推出的Athlon 64 X2是由兩個Athlon 64處理器上採用的Venice核心組合而成,每個核心擁有獨立的512KB(1MB) L2緩存及執行單元。除了多出一個核芯之外,從架構上相對於目前Athlon 64在架構上並沒有任何重大的改變。

雙核心Athlon 64 X2的大部分規格、功能與我們熟悉的Athlon 64架構沒有任何區別,也就是說新推出的Athlon 64 X2雙核心處理器仍然支持1GHz規格的HyperTransport總線,並且內建了支持雙通道設置的DDR記憶體控制器。

與Intel雙核心處理器不同的是,Athlon 64 X2的兩個內核並不需要經過MCH進行相互之間的協調。AMD在Athlon 64 X2雙核心處理器的內部提供了一個稱為System Request Queue(系統請求隊列)的技術,在工作的時候每一個核心都將其請求放在SRQ中,當獲得資源之後請求將會被送往相應的執行核心,也就是說所有的處理過程都在CPU核心範圍之內完成,並不需要借助外部設備。

對於雙核心架構,AMD的做法是將兩個核心整合在同一片矽晶內核之中,而Intel的雙核心處理方式則更像是簡單的將兩個核心做到一起而已。與Intel的雙核心架構相比,AMD雙核心處理器系統不會在兩個核心之間存在傳輸瓶頸的問題。因此從這個方面來說,Athlon 64 X2的架構要明顯優於Pentium D架構。

雖然與Intel相比,AMD並不用擔心Prescott核心這樣的功耗和發熱大戶,但是同樣需要為雙核心處理器考慮降低功耗的方式。為此AMD並沒有採用降低主頻的辦法,而是在其使用90nm工藝生產的Athlon 64 X2處理器中採用了所謂的Dual Stress Liner應變矽技術,與SOI技術配合使用,能夠生產出性能更高、耗電更低的晶體管。

AMD推出的Athlon 64 X2處理器給用戶帶來最實惠的好處就是,不需要更換平台就能使用新推出的雙核心處理器,只要對老主板升級一下BIOS就可以了,這與Intel雙核心處理器必須更換新平台才能支持的做法相比,升級雙核心系統會節省不少費用。

英特爾CPU核心

Tualatin

這也就是大名鼎鼎的「圖拉丁」核心,是Intel在Socket 370架構上的最後一種CPU核心,採用0.13um製造工藝,封裝方式採用FC-PGA2和PPGA,核心電壓也降低到了1.5V左右,主頻範圍從1GHz到1.4GHz,外頻分別為100MHz(賽揚)和133MHz(Pentium III),二級緩存分別為512KB(Pentium III-S)和256KB(Pentium III和賽揚),這是最強的Socket 370核心,其性能甚至超過了早期低頻的Pentium 4系列CPU。

Willamette

這是早期的Pentium 4和P4賽揚採用的核心,最初採用Socket 423接口,後來改用Socket 478接口(賽揚只有1.7GHz和1.8GHz兩種,都是Socket 478接口),採用0.18um製造工藝,前端總線頻率為400MHz,主頻範圍從1.3GHz到2.0GHz(Socket 423)和1.6GHz到2.0GHz(Socket 478),二級緩存分別為256KB(Pentium 4)和128KB(賽揚),注意,另外還有些型號的Socket 423接口的Pentium 4居然沒有二級緩存!核心電壓1.75V左右,封裝方式採用Socket 423的PPGA INT2,PPGA INT3,OOI 423-pin,PPGA FC-PGA2和Socket 478的PPGA FC-PGA2以及賽揚採用的PPGA等等。Willamette核心製造工藝落後,發熱量大,性能低下,已經被淘汰掉,而被Northwood核心所取代。

Northwood

這是目前主流的Pentium 4和賽揚所採用的核心,其與Willamette核心最大的改進是採用了0.13um製造工藝,並都採用Socket 478接口,核心電壓1.5V左右,二級緩存分別為128KB(賽揚)和512KB(Pentium 4),前端總線頻率分別為400/533/800MHz(賽揚都只有400MHz),主頻範圍分別為2.0GHz到2.8GHz(賽揚),1.6GHz到2.6GHz(400MHz FSB Pentium 4),2.26GHz到3.06GHz(533MHz FSB Pentium 4)和2.4GHz到3.4GHz(800MHz FSB Pentium 4),並且3.06GHz Pentium 4和所有的800MHz Pentium 4都支持超線程技術(Hyper-Threading Technology),封裝方式採用PPGA FC-PGA2和PPGA。按照Intel的規劃,Northwood核心會很快被Prescott核心所取代。

Prescott

這是Intel最新的CPU核心,目前Pentium 4 XXX(如Pentium 4 530)和Celeron D採用該核心,還有少量主頻在2.8GHz以上的CPU採用該核心。其與Northwood最大的區別是採用了0.09um製造工藝和更多的流水線結構,初期採用Socket 478接口,目前生產的全部轉到LGA 775接口,核心電壓1.25-1.525V,前端總線頻率為533MHz(不支持超線程技術)和800MHz(支持超線程技術),最高有1066MHz的Pentium 4至尊版。其與Northwood相比,其L1 數據緩存從8KB增加到16KB,而L2緩存則從512KB增加到1MB或2MB,封裝方式採用PPGA,Prescott核心已經取代Northwood核心成為市場的主流產品。

Intel雙核心處理器

目前Intel推出的雙核心處理器有Pentium D和Pentium Extreme Edition,同時推出945/955晶片組來支持新推出的雙核心處理器,採用90nm工藝生產的這兩款新推出的雙核心處理器使用是沒有針腳的LGA 775接口,但處理器底部的貼片電容數目有所增加,排列方式也有所不同。

桌面平台的核心代號Smithfield的處理器,正式命名為Pentium D處理器,除了擺脫阿拉伯數字改用英文字母來表示這次雙核心處理器的世代交替外,D的字母也更容易讓人聯想起Dual-Core雙核心的涵義。

ntel的雙核心構架更像是一個雙CPU平台,Pentium D處理器繼續沿用Prescott架構及90nm生產技術生產。Pentium D內核實際上由於兩個獨立的2獨立的Prescott核心組成,每個核心擁有獨立的1MB L2緩存及執行單元,兩個核心加起來一共擁有2MB,但由於處理器中的兩個核心都擁有獨立的緩存,因此必須保正每個二級緩存當中的信息完全一致,否則就會出現運算錯誤。

為了解決這一問題,Intel將兩個核心之間的協調工作交給了外部的MCH(北橋)晶片,雖然緩存之間的數據傳輸與存儲並不巨大,但由於需要通過外部的MCH晶片進行協調處理,毫無疑問的會對整個的處理速度帶來一定的延遲,從而影響到處理器整體性能的發揮。

由於採用Prescott內核,因此Pentium D也支持EM64T技術、XD bit安全技術。值得一提的是,Pentium D處理器將不支持Hyper-Threading技術。原因很明顯:在多個物理處理器及多個邏輯處理器之間正確分配數據流、平衡運算任務並非易事。比如,如果應用程序需要兩個運算線程,很明顯每個線程對應一個物理內核,但如果有3個運算線程呢?因此為了減少雙核心Pentium D架構複雜性,英特爾決定在針對主流市場的Pentium D中取消對Hyper-Threading技術的支持。

同出自Intel之手,而且Pentium D和Pentium Extreme Edition兩款雙核心處理器名字上的差別也預示著這兩款處理器在規格上也不盡相同。其中它們之間最大的不同就是對於超線程(Hyper-Threading)技術的支持。Pentium D不能支持超線程技術,而Pentium Extreme Edition則沒有這方面的限制。在打開超線程技術的情況下,雙核心Pentium Extreme Edition處理器能夠模擬出另外兩個邏輯處理器,可以被系統認成四核心系統。

八:CPU工藝

指在矽材料上生產CPU時內部各元器材的連接線寬度,一般用微米表示。微米值越小製作工藝越先進,CPU可以達到的頻率越高,集成的晶體管就可以更多。目前Intel的P4和AMD的XP都已經達到了0.65微米的製造工藝。

九:CPU擴展指令集

CPU依靠指令來計算和控制系統,每款CPU在設計時就規定了一系列與其硬體電路相配合的指令系統。指令的強弱也是CPU的重要指標,指令集是提高微處理器效率的最有效工具之一。從現階段的主流體系結構講,指令集可分為複雜指令集和精簡指令集兩部分,而從具體運用看,如Intel的MMX(Multi Media Extended)、SSE、 SSE2(Streaming-Single instruction multiple data-Extensions 2)、SEE3和AMD的3DNow!等都是CPU的擴展指令集,分別增強了CPU的多媒體、圖形圖象和Internet等的處理能力。我們通常會把CPU的擴展指令集稱為CPU的指令集。SSE3指令集也是目前規模最小的指令集,此前MMX包含有57條命令,SSE包含有50條命令,SSE2包含有144條命令,SSE3包含有13條命令。目前SSE3也是最先進的指令集。

十:流水線與超流水線

雖然流水線之前說過了,但是在這再說說超流水線

流水線(pipeline)是Intel首次在486晶片中開始使用的。流水線的工作方式就象工業生產上的裝配流水線。在CPU中由5~ 6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線,然後將一條X86指令分成5~6步後再由這些電路單元分別執行,這樣就能做到在一個CPU時鐘周期完成一條指令,因此提高CPU的運算速度。超流水線(superpiplined)是指某型CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上,例如Pentium pro的流水線就長達14步。將流水線設計的步(級)其完成一條指令的速度越快,因此才能適應工作主頻更高的CPU。但是流水線過長也帶來了一定副作用,很可能會出現主頻較高的CPU實際運算速度較低的現象,Intel的奔騰4就出現了這種情況,雖然它的主頻可以高達1.4G以上,但其運算性能卻遠遠比不上AMD 1.2G的速龍甚至奔騰III。

十一:封裝形式

CPU封裝是採用特定的材料將CPU晶片或CPU模塊固化在其中以防損壞的保護措施,一般必須在封裝後CPU才能交付用戶使用。CPU的封裝方式取決於CPU安裝形式和器件集成設計,從大的分類來看通常採用Socket插座進行安裝的CPU使用PGA(柵格陣列)方式封裝,而採用Slot x槽安裝的CPU則全部採用SEC(單邊接插盒)的形式封裝。現在還有PLGA(Plastic Land Grid Array)、OLGA(Organic Land Grid Array)等封裝技術。由於市場競爭日益激烈,目前CPU封裝技術的發展方向以節約成本為主。

十二:HT(超線程)

說說INTEL大展的HT技術吧,Intel正式發布了「Hyper-Threading Technology(超線程技術)」這項技術率先在XERON處理器上得到應用。通過使用該技術,Intel將提供世界上首枚集成了雙邏輯處理器單元的物理處理器(其實就是在一個處理器上整合了兩個邏輯處理器單元),據說能夠提高40%的處理器性能,類似的技術似乎也出現在AMDK8-Hammer處理器上。

何為Hyper-Threading:

當今的處理器發展普遍向著提高處理器指令平鋪速率的方向邁進,但由於所使用的處理器資源會有衝突,因此性能提升的效果並不理想。而通過Hyper-Threading技術,通過在一枚處理器上整合兩個邏輯處理器(註:是處理器而不是運算單元)單元,使得具有這種技術的新型CPU具有能同時執行多個線程的能力,而這是現有其它微處理器都不能做到的。

簡單的說,Hyper Threading是一種同步多執行緒(SMT,simultaneous Multi-threading)技術,它的原理很簡單,就是把一顆CPU當成兩顆來用,將一顆具Hyper-Threading功能的「實體」處理器變成兩個「邏輯」處理器而邏輯處理器對於操作系統來說跟實體處理器並沒什麼兩樣,因此操作系統會把工作線程分派給這「兩顆」處理器去執行,讓多種應用程序或單一應用程序的多個執行緒(thread),能夠同時在同一顆處理器上執行;不過兩個邏輯處理器是共享這顆CPU的所有執行資源。