Hyper-Threading

Разделение между потоками блоков и стадий конвейера:
Дублируются: TLB L1I для стр. по 2 МБ, IQ, RSB, IDQ, архитектурное состояние ядра, АРФ для старших половин ymm;
Делятся пополам: TLB L1I для стр. по 4 КБ, L0m, ROB, обе очереди в LSU, буфер простого предзагрузчика в L1 (?);
Делятся динамически: BTB, резервация, все ФУ, вся подсистема памяти (кроме её блоков, указанных выше);
Чередуются по тактам (кроме случаев срыва одного из потоков): все стадии фронта, размещение мопов в планировщике и отставка.

Поясним, что такое «делятся динамически»: это значит, что блок не знает о существовании двух потоков и никак бы не изменился, если бы в ЦП не было многопоточности. Это особенно наглядно в случае планировщика: ROB делится между потоками, т. к. надо соблюдать очерёдность размещений и отставок соответственно адресам каждого потока. Но когда мопы попадают в резервацию, адресов в них уже нет, а есть номера ячеек в ROB и ФРФ. Учитывая, что некий регистр-приёмник N при переименовании получит в одном потоке физический регистр X, а в другом — Y (что равносильно двум записям в N в одном потоке), то резервации всё равно, чьи мопы одновременно запускать, а для ФУ всё равно, чьи исполнять.

Наличие дублируемых и статически делящихся пополам ресурсов и чередование потоков по всей поочерёдной части конвейера говорит о том, что лучше всего Nehalem и SB чувствуют себя при исполнении пары почти одинаковых по объёму кода потоков. Причём если это 2 одинаковых потока, то обеспечить загрузку разных ФУ и прочих динамически разделяемых блоков будет трудно — общий алгоритм будет спотыкаться примерно в тех же местах, даже работая с разными данными. А подобрать две разные программы с примерно одинаковом темпом использования кода может оказаться ещё труднее — тем более, что это всецело зависит от ядра ОС, которая почти ничего не знает о внутренних событиях ЦП и загрузке его блоков.

Возможно, Intel не использовала динамическое разделение в TLB L1I (как в остальных TLB, особенно, учитывая, что сам кэш L1I разделяется так же), потому что его нет и у кэша мопов, а эти две структуры при вытеснении срабатывают одновременно. Впрочем, глядя на список пункта «Делятся пополам» (а в этих блоках, напомним, 3 цифры размеров из 4 в SB увеличились), можно сделать вывод, что ускорение от включения HT если не увеличится, то хотя бы с меньшей вероятностью станет отрицательным, что изредка бывало у Nehalem.