什麼是超執行緒 (Hyper-Threading)？
超執行緒是 Intel 的一項技術，透過增強運算的平行處理能力來提高 CPU 效能，讓 CPU 能同時執行更多任務，因為更多工作可以平行處理。許多 Intel 最新的 CPU 產品都配備了 Intel 超執行緒技術。例如，Intel Core 處理器、Intel Core vPro 處理器、Intel Xeon 處理器和 Intel Core M 處理器都支援 Intel 超執行緒技術。您無需做任何設定即可利用 Intel 超執行緒技術，因為它在支援該功能的系統上預設啟用。
超執行緒的運作方式是將每個實體 CPU 核心分成兩個邏輯核心，稱為執行緒，從而提高 CPU 的效率。CPU 效率的提高是因為超執行緒允許多個指令平行處理不同的資料。啟用超執行緒的 CPU 會為每個實體核心顯示兩個邏輯核心，讓系統可以引導每個邏輯處理器獨立於另一個邏輯處理器執行特定的執行緒。例如，一個有 10 個核心的 Intel 10900K 將顯示總共 20 個 CPU 執行緒，從而提升系統效能。也就是說，為了讓電腦系統利用超執行緒，作業系統和 BIOS 都必須支援同步多執行緒，並且超執行緒必須啟用。超執行緒通常預設啟用，因此您無需做任何設定即可利用這項技術。
超執行緒 CPU 與多核心處理器不同，後者在矽晶片上有多個實體處理器。這是因為超執行緒 CPU 核心上的邏輯處理器共享相同的執行資源，例如快取、執行引擎和系統 BUS 介面。共享資源是有益的，因為如果一個邏輯處理器停滯，例如在等待資料時，另一個邏輯處理器就能夠利用剩餘的資源，讓系統最大限度地利用每個實體 CPU 核心。這增加了處理器吞吐量，提高了系統的整體效能。Intel 甚至聲稱，啟用超執行緒的 CPU 效能比未啟用超執行緒的相同 CPU 提高多達 30%。
Intel 超執行緒技術的優點包括在系統上同時執行複雜、要求嚴苛的應用程式，提高系統回應能力和效率，讓使用者更快完成任務，提供更快的應用程式回應時間，並為未來的業務增長提供一些餘裕。當然，啟用超執行緒所獲得的效能提升很大程度上取決於作業系統和軟體對超執行緒技術的優化程度。優化不佳的應用程式將無法受益，而那些經過優化以利用 Intel 超執行緒技術的應用程式則會受益。
如何啟用超執行緒？
要啟用超執行緒，您必須擁有支援此功能的 CPU，並且您的主機板也必須支援它。如果主機板和 CPU 都支援超執行緒，此功能將預設啟用。也就是說，如果出於任何原因此功能被關閉，您可以進入 BIOS 並將此功能設定為啟用來開啟它。同樣，如果您想關閉超執行緒，可以透過將此功能切換到禁用模式，從系統的 BIOS 設定中完成。禁用超執行緒後，您的作業系統將顯示每個核心只有一個執行緒。
為什麼超執行緒很重要？
超執行緒之所以重要，是因為它讓使用者在特定條件下能夠充分利用其 CPU。這是因為通常 CPU 必須從記憶體中擷取資料或程式指令，而電腦擷取這些資訊所需的那幾百萬分之一秒，對於 CPU 執行數十條指令來說，時間充裕。因此，超執行緒利用這短暫的時間間隔來執行來自另一個執行緒的指令，從而提高了效能，因為沒有時間浪費，並且 CPU 運算能力得到了充分利用。
具有超執行緒的 CPU vs. 沒有超執行緒的 CPU
具有超執行緒的 CPU 允許每個核心執行多個執行緒。增加的執行緒越多，CPU 就能平行完成越多的工作。另一方面，沒有超執行緒的 CPU 只包含一個執行上下文，只能處理一個軟體執行緒。例如，啟用超執行緒的 CPU 在系統上會顯示為每個實體核心有兩個邏輯核心，讓每個實體核心能夠平行處理多個軟體執行緒。兩個邏輯核心可以比單執行緒核心更有效率地處理任務，因為 CPU 可以利用核心等待其他任務完成時的閒置時間。Intel 甚至聲稱，啟用超執行緒後，使用者的 CPU 效能預計可提升高達 30%。
單執行緒應用程式與多執行緒應用程式有何不同？
單執行緒應用程式的指令執行是依序進行的，這表示一次處理一個指令。然而，多執行緒應用程式的指令執行是多序列的，允許系統同時執行程式的多個部分。簡單來說，多執行緒是一種平行處理的形式，它允許應用程式將工作分配以進行平行處理。因此，多執行緒應用程式的工作負載不是提供給單一核心一個龐大的工作負載，而是分成多個軟體執行緒，允許多個 CPU 核心平行處理這些執行緒。也就是說，要利用多執行緒，您執行的軟體或應用程式必須是多執行緒的。
超執行緒有什麼好處？
如果您的系統配備了支援超執行緒的 CPU，您會發現您的電腦能夠比禁用超執行緒時在更短的時間內處理更多資訊。此外，啟用超執行緒後，您的系統將能夠執行更多背景任務，而不會中斷您的工作流程。這是因為超執行緒允許您的每個 CPU 實體核心同時執行兩個任務。這對於多任務處理者和執行大量執行緒應用程式的專業人士來說，提供了巨大的好處。
所有 Intel 處理器都配備超執行緒嗎？
不，並非所有 Intel 處理器都配備超執行緒。例如，新的 Intel Xeon 處理器配備了超執行緒技術。Intel Atom 處理器則有支援和不支援超執行緒的型號。就 Intel Core 處理器而言，有些配備超執行緒，有些則沒有。通常，您會在 i7 和 i9 處理器上找到超執行緒，而某些 i3 和 i5 處理器則不配備超執行緒。
您應該啟用 Intel 超執行緒嗎？
如果您的 CPU 和主機板支援超執行緒，您絕對應該啟用它。這是因為 Intel 聲稱，對於單插槽系統，超執行緒可以提供高達 30% 的效能提升，而且啟用這項技術無需任何費用。事實上，大多數銷售配備支援 Intel 超執行緒技術 CPU 的系統製造商都建議使用者將超執行緒保持啟用狀態，作為其最佳實踐的一部分。這是因為這項技術確實可以為您的系統提供效能提升。如果您想檢查您的系統是否支援超執行緒技術，請進入您的 BIOS 並尋找「Intel Hyperthreading Technology」這個詞。如果該功能設定為禁用，將其切換為啟用，您應該就能開始享受這項技術帶來的優勢。
Microsoft Windows 支援超執行緒嗎？
是的，Microsoft Windows 支援超執行緒，因此作業系統只會在系統中活躍執行緒數量多於實體核心數量時，才會使用實體處理器核心上的第二個架構狀態。如果您使用 Windows 效能監控工具檢查系統效能，您會發現您的系統將每個實體核心視為兩個邏輯核心。例如，Intel i9 10900K 擁有 10 個實體處理器核心，並在 Windows 上顯示為擁有 10 個核心和 20 個執行緒。也就是說，儘管啟用超執行緒使系統可用的邏輯處理器數量增加了一倍，但這並不意味著您會看到雙倍的效能。這是因為每個邏輯處理器必須與其他邏輯處理器共享微架構組件，因此系統效能並未加倍。事實上，Intel 聲稱啟用超執行緒只會將單插槽系統的效能提高多達 30%，這是一個適度的效能提升。
常見問題 (FAQs)
- Intel 超執行緒最初是什麼時候開始使用的？
Intel 超執行緒首次應用於桌面 CPU 是在 2002 年 Intel Pentium 4 推出時。當時 Intel Pentium 4 具有一個超執行緒核心，在作業系統中顯示為兩個邏輯核心。
- 執行緒和核心一樣好嗎？
不，執行緒不如核心好，因為執行緒使用相同的資源；擁有更多的核心總是比擁有更多的執行緒好，因為每個 CPU 核心就像一個擁有自己資源的獨立處理器。
- 所有 i7 處理器都支援超執行緒嗎？
不，並非所有 i7 處理器都支援超執行緒。例如，Intel i7-9700K 處理器就不支援超執行緒。它有 8 個核心和 8 個執行緒，每個核心只有一個執行緒。
- 為什麼超執行緒會提高效能？
超執行緒之所以能提高效能，是因為它允許每個實體核心執行多個執行緒，從而更有效率地利用 CPU 資源。這增加了處理器的吞吐量，進而提升您正在執行的軟體的整體效能。
- AMD 有類似 Intel 超執行緒的技術嗎？
是的，AMD 有類似的技術，稱為同步多執行緒。AMD 的技術也透過其多執行緒技術，實現了多個任務的更好分配和處理。