CPU 生產商為了提高 CPU 的性能，通常做法是提高 CPU 的時鐘頻率和增加緩存容量。不過，目前 CPU 的頻率越來越快，如果再通過提升 CPU 頻率和增加緩存的方法來提高性能，往往會受到制造工藝上的限制以及成本過高的制約。

    盡管提高 CPU 的時鐘頻率和增加緩存容量后，的確可以改善性能，但這樣的 CPU 性能提高，在技術上存在較大的難度。實際上在應用中，基于很多原因，CPU 的執行單元都沒有被充分使用。如果 CPU 不能正常讀取數據（總線/內存的瓶頸），其執行單元利用率會明顯下降。另外，就是目前大多數執行線程缺乏 ILP（Instruction-Level Parallelism，多種指令同時執行）支持。這些都造成了目前 CPU 的性能沒有得到全部的發揮。因此，Intel 則采用另一個思路去提高 CPU 的性能，讓 CPU 可以同時執行多重線程，就能讓 CPU 發揮更大效率，即所謂“超線程（Hyper-Threading，簡稱 HT）”技術。超線程技術就是利用特殊的硬件指令，把兩個邏輯內核模擬成兩個物理芯片，讓單個處理器都能使用線程級并行計算，進而兼容多線程操作系統和軟件，減少了 CPU 的閑置時間，提高了 CPU 的運行效率。

　　采用超線程，就是在同一時間里，應用程序可以使用芯片的不同部分。雖然單線程芯片每秒鐘能夠處理成千上萬條指令，但是在任一時刻，只能夠對一條指令進行操作。而超線程技術，可以使芯片同時進行多線程處理，使芯片性能得到提升。 

　　超線程技術是在一顆 CPU 同時執行多個程序而共同分享一顆 CPU 內的資源，理論上要像兩顆 CPU 一樣，在同一時間執行兩個線程，P4 處理器需要多加入一個 Logical CPU Pointer（邏輯處理單元）。因此，新一代的 P4 HT 的 die 的面積比以往的 P4 增大了 5%。而其余部分，如 ALU（整數運算單元）、FPU（浮點運算單元）、L2 Cache（二級緩存）則保持不變，這些部分是被分享的。

　　雖然采用超線程技術能同時執行兩個線程，但它并不象兩個真正的 CPU 那樣，每個 CPU 都具有獨立的資源。當兩個線程都同時需要某一個資源時，其中一個要暫時停止，并讓出資源，直到這些資源閑置后才能繼續。因此，超線程的性能并不等于兩顆 CPU 的性能。

　　英特爾 P4 超線程有兩個運行模式，Single Task Mode（單任務模式）及 Multi Task Mode（多任務模式）。當程序不支持 Multi-Processing（多處理器作業）時，系統會停止其中一個邏輯 CPU 的運行，把資源集中于單個邏輯 CPU 中，讓單線程程序不會因其中一個邏輯 CPU 閑置而減低性能。但由于被停止運行的邏輯 CPU 還是會等待工作，占用一定的資源，因此 Hyper-Threading CPU 運行 Single Task Mode 程序模式時，有可能達不到不帶超線程功能的 CPU 性能，但性能差距不會太大。也就是說，當運行單線程應用軟件時，超線程技術甚至會降低系統性能，尤其是在多線程操作系統運行單線程軟件時，容易出現此問題。 

　　需要注意的是，含有超線程技術的 CPU，需要芯片組及軟件的支持，才能比較理想的發揮該項技術的優勢。

　　目前，支持超線程技術的芯片組包括：

　　英特爾 i845GE、PE 及矽統 iSR658 RDRAM、SiS645DX、SiS651 可直接支持超線程；

　　英特爾 i845E、i850E 通過升級 BIOS 后可支持；

　　威盛 P4X400、P4X400A 可支持，但未獲得正式授權。

　　目前，支持超線程技術的操作系統有：

　　Microsoft Windows XP

　　Microsoft Windows 2003

　　Linux kernel 2.4.x 以后的版本，也支持超線程技術。

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