你能做出這道小學(xué)生水平的應(yīng)用題，就解決了計(jì)算機(jī)的一個(gè)大問(wèn)題

今天有一個(gè)奇趣的小學(xué)生水平的應(yīng)用題給你。不要小看這個(gè)問(wèn)題，它背后的思想解決了計(jì)算機(jī)的一個(gè)大問(wèn)題，成為了英特爾奔騰4處理器的核心技術(shù)。一起來(lái)看看吧。

關(guān)鍵概念：超線程

這個(gè)問(wèn)題是這樣的。

小明、李雷和韓梅梅的媽媽因?yàn)楹芨F，只能給孩子們做兩面烤熟的烤面包當(dāng)早飯。媽媽買不起烤面包機(jī)，一次只能把2片面包的單面烤熟，烤熟一面要1分鐘。現(xiàn)在問(wèn)題來(lái)了，為了讓3個(gè)孩子都早點(diǎn)去人教版小學(xué)上學(xué)，把3片面包的兩面都烤熟，至少需要多少分鐘？

你能想出來(lái)，聰明的媽媽是怎么在3分鐘內(nèi)烤好面包的嗎？

答案和解析：

假設(shè)3片面包分別叫做A、B、C，它們分別有1和2兩個(gè)面。面包A的正面叫做A1，反面叫做A2，以此類推。

按照一般思路，先把A和B兩片面包的兩面都烤熟，用去2分鐘。然后再單獨(dú)烤C，這樣又要用去2分鐘，需4分鐘。

怎樣才能在3分鐘內(nèi)烤完呢？這就是在更少的時(shí)間里處理多任務(wù)的奧義了。關(guān)鍵在于，不要急于求成。

0～1分鐘：烤A1和B1。第1分鐘結(jié)束時(shí)，把B拿走，換C。此時(shí)，A1、B1烤熟了。

1～2分鐘：烤A2和C1。第2分鐘結(jié)束時(shí)，A的兩面都已經(jīng)熟了，拿走;C1也熟了。把B放回來(lái)，烤B2。

2～3分鐘：烤B2和C2。第3分鐘結(jié)束時(shí)，3片面包都烤好了，大功告成！

雖然這是小學(xué)生的智力題，但實(shí)際上利用它背后的邏輯，則可以提升計(jì)算機(jī)處理器的速度。

這種計(jì)算機(jī)技術(shù)，就叫做超線程（Hyper-threading）。這是一項(xiàng)英特爾的黑科技。

超線程是英特爾在2002年發(fā)布的一種技術(shù)，應(yīng)用在至強(qiáng)、奔騰4等處理器中，奔騰4的標(biāo)志上的HT字母就是代表超線程技術(shù)。

用下面這張圖可以解釋 CPU里發(fā)生的事情。CPU里其實(shí)有好多調(diào)度單位，它們類似于一個(gè)個(gè)烤面包的烤位。

如果按照左邊的單線程處理法，就等同于4分鐘的那種烤法：在烤C面包時(shí)，另一邊的烤位白白浪費(fèi)了。圖里灰色的調(diào)度單位相當(dāng)于閑置的烤位，沒(méi)有執(zhí)行任何任務(wù)。所以在浪費(fèi)了這么多調(diào)度單位的情況下，完成兩個(gè)任務(wù)（黑色和綠色）的時(shí)間就比較長(zhǎng)。

但是在超線程（右圖）的情況下，綠色的任務(wù)穿插在黑色的任務(wù)里，大部分的調(diào)度單位都被同時(shí)有效利用，類似于3分鐘的烤面包法，兩邊的烤位隨時(shí)都在烤面包，大部分烤位沒(méi)有被浪費(fèi)，所以兩個(gè)任務(wù)總體完成時(shí)間更短。

在超線程技術(shù)出現(xiàn)前，CPU只能同時(shí)處理一個(gè)線程，就像左邊的那種方法。

但是超線程讓CPU可以同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)及以上的線程，在更短的時(shí)間里完成更多的任務(wù)，大大提升了計(jì)算機(jī)的計(jì)算效率。根據(jù)英特爾的說(shuō)法，超線程可以讓CPU的性能提升30%。

不過(guò)，超線程也不是對(duì)所有類型的任務(wù)都有效。那些比較大的軟件，比如影片編輯就可以有效利用超線程技術(shù)來(lái)提高效率。但是如果是文字編輯、瀏覽器等小任務(wù)，那么超線程CPU的效率優(yōu)勢(shì)就發(fā)揮不出來(lái)了。

下次你媽問(wèn)你，為什么做一會(huì)兒作業(yè)就要刷一會(huì)兒劇，你可以向她科普超線程的原理，告訴她這樣你可以在更少的時(shí)間里做更多的作業(yè)，看更多的劇嘞。

（本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”微信公眾號(hào)，有刪節(jié)）