什麼？一個核同時執行兩個線程？

時間 2020-06-17

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CPU裏的時間

Hi，很久不見，我是CPU一號車間的阿Q，不認識個人話，能夠看看：完了！CPU一味求快出事兒了！編程

真的是很久不見了，人類有個說法叫天上一天，地上一年，而在咱們的世界裏，人類一天，咱們不知要過多少年～～跨域

在我所在的CPU這座工廠裏，時間的概念有些不太同樣。工廠大門外的中央廣場上掛着一個大大的鐘表，整個計算機世界裏的居民可以掐着時間過日子全都仰仗它，大家人類把它叫作晶振。緩存

這個鐘錶每隔66000000分之一秒就會報一次時，比人類的鐘表不知道快到哪裏去了。網絡

早些年仍是夠用的，不過隨着咱們CPU工廠生產效率的不斷提高，咱們屢次向晶振提出提高報時的精度，想讓他報時報的的更快一些，不過都被拒絕了。給咱們的理由是內存那傢伙聯合主板上其餘單位帶頭反對，說他們受條件限制，沒辦法像咱們這麼快。編程語言

靠人不如靠己，爲此，我們工廠專門設立了一個叫倍頻器的部門進一步把這個報時細分，達到了3600000000分之1秒，做爲咱們工廠內部工做做息的時鐘週期，這數字實在是太長了，人類爲了好記，取了一個叫主頻的名字，表示1秒鐘報時的次數，就是3.6GHz。操作系統

一不當心扯遠了，此次想給你們說一件事兒······線程

指令依賴

咱們這座工廠的任務就是不斷的執行人類編寫的程序指令，咱廠裏有8個車間，你們開足了馬力，就能同時執行8個線程，那速度那叫一個快。3d

但是廠裏的老闆仍是嫌咱們不夠快，那天竟然告訴咱們要每一個車間執行兩個線程，實現八核十六線程，是要把咱們的勞動力壓榨到極致！咱們都滿肚子怨言······code

事情的原由是這樣的～～blog

有一次，咱們一號車間的四人組趁着工做的空當，又鬥起了地主，忽然領導過來視察。

「大家怎麼又在玩？是工做量不飽和嗎？」，見咱們幾個閒着，領導一下就不高興了。

我趕忙上前解釋到：「很差意思領導，我們剛剛執行了一條指令，須要內存中的一塊數據，恰好又不在緩存中，因此找內存那傢伙要數據去了，這不您也知道那傢伙向來很慢，咱們閒着也是閒着因此就稍微放鬆了一下······」

聽了個人話領導一下皺起了眉頭，「還給我狡辯，廠裏如今不是用上了亂序執行技術嗎？有這閒功夫大家能夠先執行後面的指令啊」

「這咱們固然知道，這不您看，咱們把後面那幾條指令也都處理了，如今遇到了一條無法提早執行的指令才停下來的」

領導看了一下問到：「爲啥那條不能提早執行？」

「那是一個加法指令，加數依賴於如今正在處理的指令的運算結果呢，因此內存那傢伙不來消息，咱們只能擱置着了」，我繼續解釋到。

領導聽完，一臉不高興的離開了。

資源閒置

過了幾天，領導又來到我們一號車間來了，也不知道怎麼回事，這明明有八個車間，領導怎麼老愛往咱們這邊跑。

不過這一次，咱們沒有鬥地主，正在辛辛苦苦的工做着。

當時，我正在執行一個浮點數運算，領導過來一看，拍了拍個人肩膀說到：「喲，阿Q，忙着吶，這是在作什麼啊？」

我笑着說到：「領導好，我剛剛用浮點數運算電路單元作了一個浮點數乘法，正在等待計算結果呢」

領導點了點頭，往周邊巡視一圈，指着一堆設備問到：「這一堆是什麼？」

「哦，那是整數運算電路單元，這條指令用不到它」

領導再次點了點頭，如有所思的離開了。

超線程技術

又過了幾天，廠裏召開了一次會議，八個車間都派了表明參會。

會上，領導發話了：「前段時間我到各個車間視察，發現如今我們廠裏資源浪費的狀況很嚴重！」

二號車間的虎子一聽就坐不住了，「領導，我們你們夥工做都挺賣力的，哪裏有浪費啊？」

領導瞥了一眼，繼續說到：「一方面，廠裏的計算資源——電路設備得不到充分利用，另外一方面，又由於內存讀取緩慢、指令依賴等方面的緣由，浪費你們太多時間花在等待上」

八號車間的表明向來愛拍馬屁，接着領導的話問到：「領導是有什麼指示？咱們八號車間絕對支持！」

「咱們幾個管理層通過討論，決定讓大家一個車間由如今執行一個線程，變成執行兩個線程！」

領導這話一出，會場竊竊私語此起彼伏。虎子偏頭小聲對我說到：「這資本家改不了剝削的本色，這壓榨的也太狠了！」

領導咳嗽了幾聲，會場再次安靜了下來。

我起身問到：「領導，這我們一個車間怎麼能執行兩個線程呢，每一個車間的寄存器只有一套，這用起來豈不是要亂掉？」

「這個你不用擔憂，咱們會給每一個車間配兩套寄存器！」

五號車間的表明一據說到：「要再也不給咱們添點人手吧，這樣效率確定提高快！」

領導一聽笑着說到：「還添人手？要不要再給大家添點運算設備？那我不如再增長几個車間，還開這會幹嗎？此次會議的主題就是如何讓咱們現有的資源獲得最大程度的利用，減小浪費現象！」

會場一度陷入了尷尬又緊張的氛圍。

仍是虎子打破了安靜，「領導，這兩個線程的工做該怎麼開展，咱們心底沒有數啊！」

領導滿意的笑了一下：「這纔是大家該問的問題嘛！每一個車間回去從新分配一下工做，劃分爲兩套班子，各自維護一套寄存器，對外宣稱大家是兩個不一樣的物理核心，但各車間的緩存和計算資源仍是隻有一套。大家內部協調好，在執行代碼指令的時候，充分利用等待的時間執行另外一個線程的指令，這樣也不用擔憂指令依賴的問題。」

你們一邊聽一邊作着筆記。

「還有，若是遇到資源閒置的狀況，也能夠同時執行兩個線程的指令。好比一個線程是執行整數運算指令，一個線程是執行浮點數運算指令，就能夠一塊兒來，讓工廠的計算資源充分用起來，別閒置。」

看咱們都認真的記着筆記，領導露出了滿意的笑容，「都記好了吧，咱們給這項革命性的技術取了個特別酷的名字，叫超線程技術！」

散會後，你們都紛紛抱怨，把你們逼得這麼緊，之後上班看來是無法摸魚了，這日子真是愈來愈難過了。