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夠同時執行兩個線程，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。

　　超線程與效能提升

　　一般很多人都會認為，采用超線程技術，就能使得系統效能大幅提升，但是事實真是如此么?不要忘了我們前面說到的超線程技術實現的必要條件，這可是超線程技術發揮應有效能的前提條件。除了操作系統支持之外，還必須要軟件的支持。從這點我們就可以看出，就目前的軟件現狀來說，支持雙處理器技術的軟件畢竟還在少數。對于大多數軟件來說，目前由于設計的原理不同，還并不能從超線程技術上得到直接的好處。因為超線程技術是在線程級別上并行處理命令，按線程動態分配處理器等資源。該技術的核心理念是“并行度(Parallelism)”，也就是提高命令執行的并行度、提高每個時鐘的效率。這就需要軟件在設計上線程化，提高并行處理的能力。而目前PC上的應用程序幾乎沒有為此作出相應的優化，采用超線程技術并沒不能獲得效能的大幅提升。

　　HT技術出現的必然性

　　提升CPU性能需要

　　盡管提高CPU的時鐘頻率和增加緩存容量后的確可以改善CPU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，就能夠讓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，提高的CPU的運行效率。

　　采用超線程及時可在同一時間里，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

　　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，當運行單線程運用軟件時，超線程技術甚至會降低系統性能，尤其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、軟件支持，才能比較理想的發揮該項技術的優勢。操作系統如：Microsoft Windows XP、Microsoft Windows 2003，Linuxkernel 2.4.x以后的版本也支持超線程技術。