from Scali's OpenBlog
https://scalibq.wordpress.com/2012/02/14/the-myth-of-cmt-cluster-based-multithreading/
第一次聽(tīng)到“CMT”這個(gè)術(shù)語(yǔ)的時(shí)候，我有些納悶，難道我一直忽略了某種多線(xiàn)程的技術(shù)嗎？但當我檢索了一下之后，就明白了，如果你 Google 一下這個(gè)詞，你應該會(huì )被帶到 AMD 的宣傳材料頁(yè)，把 CMT 解釋成為“基于集群的多線(xiàn)程”或者“集群多線(xiàn)程”。
奇怪的是，在另一個(gè)頁(yè)面（http://dl.acm.org/citation.cfm?id=640477.640525），你會(huì )看到不同的解釋?zhuān)?/p>
使用高速網(wǎng)絡(luò )連接的集群已經(jīng)成為執行計算密集型的并行多線(xiàn)程應用的高性?xún)r(jià)比平臺。
這就很明顯了，集群多線(xiàn)程這個(gè)概念在 AMD 提出 CMT 之前就已經(jīng)被使用，而且表述的更為清晰：傳統 PC 的集群可以用來(lái)構建一臺虛擬超級計算機。
所以 CMT 只是農企市場(chǎng)部門(mén)的一個(gè)“發(fā)明”，他們發(fā)明了一個(gè)聽(tīng)起來(lái)像 SMT 的術(shù)語(yǔ)，從而和 Intel 的 HyperThreading 技術(shù)競爭，雖然 HT 也是個(gè)商業(yè)概念，但那是 Intel 對它的 SMT 實(shí)現的命名，SMT（同時(shí)多線(xiàn)程）是實(shí)現多線(xiàn)程的一種被廣泛認知的概念，Intel 也不是第一個(gè)發(fā)明 SMT 的，早在 1968 年，IBM就已經(jīng)開(kāi)展了這方面的研究。
現在的問(wèn)題是很多人已經(jīng)購買(mǎi)了這種處理器，他們認為 CMT 是一種和 SMT 很接近的概念，甚至是等同（equivalent）的，所以他們做了 CMT 和 SMT 的跑分（benchmark），我找到了 Anandtech 幾天前的一篇評測文章（http://www.anandtech.com/show/5279/the-opteron-6276-a-closer-look/6）。
農企不止一次宣稱(chēng)集群多線(xiàn)程相比同時(shí)多線(xiàn)程（超線(xiàn)程）更能有效面對服務(wù)器應用。
我們來(lái)看一下用來(lái)做評測的 CPU：
Opteron 6276：8模塊16線(xiàn)程，包含了兩塊推土機芯片，每片有12億個(gè)晶體管
Opteron 6220：4模塊8線(xiàn)程，12億晶體管
Opteron 6174：12核16線(xiàn)程，包含了兩塊芯片，共計18億晶體管
Xeon X5650：6核12線(xiàn)程，11.7億個(gè)晶體管
問(wèn)題就出在這里，只需要簡(jiǎn)單看一下晶體管的數目就知道，Opteron 6276 相比 Xeon 大了一倍，對比它們的性能公平嗎？如果你堆了一倍的硬件，那就應該能應對更多的負載，這點(diǎn)上 Opteron 還是有優(yōu)勢的，因為它可以同時(shí)處理16個(gè)線(xiàn)程，而Xeon只能處理12個(gè)。
但是如果我們看一下實(shí)際的跑分結果，就知道事實(shí)恰恰相反，AMD需要兩倍的芯片來(lái)達到Intel單芯的性能，更嚴重的是Intel的單芯片的響應時(shí)間比AMD的短。如果這還不能令人信服的話(huà)，老架構的Opteron 6174的效率都比 6276高。
當我們在跑分時(shí)我們在跑什么？一系列的數據庫應用場(chǎng)景，MySQL和MSSQL，都是一些整數應用代碼，這時(shí)候CMT做了什么？它并沒(méi)有為整數運算做任何特殊工作！每個(gè)模塊都有兩個(gè)獨立的整數運算核心，模塊內部的FPU才是共享的，但是我們并沒(méi)有用到它，這個(gè)應用場(chǎng)景是最適合CMT的。
我們繼續看CPU可用的執行資源。
Opteron 6276在關(guān)閉了CMT的時(shí)候：
8模塊，8線(xiàn)程，每個(gè)模塊4個(gè)ALU；
每個(gè)線(xiàn)程有兩個(gè)ALU，同一個(gè)模塊內不同線(xiàn)程的ALU不能共享，所以關(guān)閉CMT讓線(xiàn)程數減半的同時(shí)，ALU數目也減半；
共計16個(gè)ALU；
在打開(kāi)CMT的時(shí)候：
8模塊，16線(xiàn)程，每個(gè)模塊4個(gè)ALU，每個(gè)線(xiàn)程2個(gè)ALU；
共計32個(gè)ALU；
因為CMT沒(méi)有共享ALU，所以基于CMT的CPU和傳統的SMP（對稱(chēng)多處理機）工作起來(lái)一模一樣，所以你可以期待同樣的擴放性（scaling），因為執行單元只屬于特定的線(xiàn)程，所以啟用CMT只是允許運行更多的線(xiàn)程而已。
Xeon X5650在關(guān)閉SMT的時(shí)候：
6核心，6線(xiàn)程；
每個(gè)核心3個(gè)ALU，每個(gè)線(xiàn)程3個(gè)ALU；
共計18個(gè)ALU；
在打開(kāi)SMT的時(shí)候：
6核心，12線(xiàn)程；
每個(gè)核心3個(gè)ALU，兩個(gè)線(xiàn)程共享3個(gè)ALU；
共計18個(gè)ALU；
CMT和SMT的區別就很明顯了：SMT在單線(xiàn)程的時(shí)候，每個(gè)線(xiàn)程相比CMT可以得到更多的ALU，在多線(xiàn)程的時(shí)候，每個(gè)線(xiàn)程相比CMT的線(xiàn)程要分到相對少的ALU。
這也是為什么SMT給力而CMT不給力，AMD之前的CPU里，每個(gè)線(xiàn)程都有3個(gè)ALU，但是為了減少模塊的大小，AMD現在只能給每個(gè)線(xiàn)程分2個(gè)ALU了，所以推土機的單線(xiàn)程性能相比過(guò)去的Opteron處理器以及Intel Xeon都很捉急。
與此同時(shí)，CMT并沒(méi)有減少很多芯片面積，每個(gè)模塊包含了4個(gè)ALU。是的，每個(gè)模塊現在是可以跑兩個(gè)線(xiàn)程了，但是單線(xiàn)程性能如此捉急，只能期待它靠可擴放性堆起來(lái)。
CMT帶來(lái)了什么？什么都沒(méi)有，芯片面積比友商的大，甚至比自己的老產(chǎn)品大，而Xeon又有非常優(yōu)秀的單線(xiàn)程性能，即使SMT沒(méi)有CMT那么好的擴放性，一樣可以hold住重負載的多線(xiàn)程場(chǎng)景。但是SMT帶來(lái)的最大優(yōu)勢是它是一個(gè)節省芯片面積的解決方案，如果愿意，Intel甚至也可以和AMD一樣把兩個(gè)芯片放進(jìn)一個(gè)封裝（package）里，堆出一個(gè)12核24線(xiàn)程的處理器，把AMD爆出翔。
我不確定AMD到底是覺(jué)得CMT哪一點(diǎn)“高效”，因為它需要更多的芯片面積，消耗更大的功率，為了追上并不是高端Xeon的性能，AMD就得拿出最好的Opteron 6276來(lái)比，可是X5650只是個(gè)2.66 GHz的處理器，最高端的X5690主頻是3.46 GHz，這也顯示出小芯片可以上高頻率的優(yōu)勢。
所以咱們也別再裝作CMT是個(gè)有用的技術(shù)了，和SMT相比，只能當作呵呵的商業(yè)概念。
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