SMT 的全称是什么

17 Mar 2025 | 6 分钟阅读

(i) SMT: Simultaneous Multithreading (同线程同步多线程)

SMT 是 Simultaneous Multithreading(同线程同步多线程)的缩写。它是一种通过硬件多线程来提高超标量 CPU 整体效率的策略。它使得多个独立的执行线程能够利用当代处理器架构提供的资源。

SMT Full Form

“多线程”一词可能会引起混淆,因为不仅可以在单个 CPU 核心上并发处理多个线程,还可以处理多个作业(具有不同的页表、任务状态段、保护环、I/O 权限等)。尽管它们共享同一个核心,但它们是完全独立的进程。抢占式多任务处理在概念上与多线程相关。然而,在当前的超标量 CPU 中,它是以线程级别实现的。

同线程同步多线程是多线程的两种主要形式之一,另一种是时间多线程。在时间多线程中,在任何给定时刻,只有一个指令线程可以运行在任何流水线阶段。在同线程同步多线程中,多个线程可以在任何流水线级别上实现。这是在不需要对基本处理器架构进行重大更改的情况下实现的:主要需要的改进是能够在循环中从多个线程收集指令,以及更大的寄存器文件来保存来自多条线的​​数据。支持的并发线程数由芯片设计者决定。每个 CPU 核心支持的并发线程数最常见的是两个。然而,一些处理器每个核心支持多达八个同步线程。

衡量或就其(SMT)的成功达成一致可能很困难,因为它不可避免地会产生对共享资源的冲突。然而,以往英特尔 SMT 实现对原生和托管并行工作负载的预期能源效率显示,SMT 在 45 纳米和 32 纳米实现中具有很高的能源效率,即使是对于顺序执行的 Atom 处理器。SMT 利用现有系统中相对较低动态功耗的并发性。即使性能提升幅度不大,功耗节省也可能很显著。

一些研究人员已经证明,额外的线程可以用于填充共享资源,例如缓存,以提高另一个单个线程的性能。这表明 SMT 不仅仅是提高效率。许多制造商还利用 SMT 来提供冗余计算,以进行错误检测和恢复。

然而,在大多数现代应用程序中,SMT 主要用于隐藏内存延迟、提高效率以及提高每单位硬件使用的计算速度。


(ii) SMT: Surface-Mount Technology (表面贴装技术)

SMT 也代表 Surface-mount technology(表面贴装技术)。它是一种将电子元件直接安装在印刷电路板 (PCB) 表面的方法。表面贴装器件 (SMD) 是以这种方式放置的电子产品。由于更高的生产自动化、更低的成本和更高的质量,这种方法已经基本取代了行业中用于安装元件的通孔技术(through-hole technology)的制造方法。它还允许在给定的基板空间上容纳更多的部件。两种技术可以在同一电路板上共存。通孔技术,例如大型变压器和带散热器的功率半导体,通常用于无法进行表面贴装的元件。

SMT Full Form

由于 SMT 元件只有少量或没有引脚,因此通常比通孔元件小。它可能包含几个短引脚或引线、扁平触点、焊球阵列或元件主体上的端子。

简史

表面贴装最初被称为“平面贴装”。表面贴装技术于 20 世纪 60 年代首次发明。1986 年,表面贴装元件仅占市场份额的 10%,但后来迅速普及。到 20 世纪 90 年代末,表面贴装器件已经控制了绝大多数高科技电子印刷电路组件。IBM 为这项技术奠定了基础。IBM 于 1960 年首次在一台小型计算机上测试了用于“土星 IB”和“土星 V”飞船的“发射载具数字计算机”的架构方法。元件在机械上进行了重新设计,包含小型金属标签或端帽,可以直接焊接到 PCB 表面。表面贴装在电路板两侧进行元件贴装,比通孔安装更常见,从而实现了更高的电路密度和更薄的电路板,以及包含这些面板的机器或子组件。


(iii) SMT: Sequential Manual Transmission (顺序手动变速器)

SMT 也代表 Sequential Manual Transmission(顺序手动变速器),通常称为顺序变速箱或顺序传动。它是一种非同步手动变速器,通常用于摩托车和赛车。换挡时间比标准同步手动变速箱要短。这可以防止驾驶员选择下一个或上一个档位,除了下面显示的指定顺序。

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顺序手动变速器是非同步的,允许驾驶员通过位于方向盘后面的电子拨片换挡器或顺序换挡器来选择下一个档位或上一个档位。这种限制可以防止驾驶员意外地选择错误的档位并故意“跳档”。当使用犬牙离合器而不是同步器时,换挡速度比标准手动变速箱更快。

顺序手动变速器的换挡杆会接合一个棘轮机构,该机构将换挡杆的前后运动转换为一个选择盘的旋转,该选择盘的圆周上有三到四个沟槽。沟槽直接或间接影响拨叉的选择。沟槽围绕轮辋分开,并且随着滚筒的转动,选择拨叉被移动以选择所需的档位。

顺序手动变速器是不同的。它不应与液压自动变速器中使用的“顺序”换挡系统混淆。它被标记为“Tiptronic”或“SportShift”。此功能允许驾驶员使用按钮或杠杆(通常位于换挡器或方向盘附近)选择上一个或下一个档位;然而,变速箱的机械结构与真正的顺序手动变速器无关。

大多数摩托车都配备顺序手动变速箱。骑手用脚操作换挡杆,使双手可以留在车把上。在大多数摩托车上,换挡顺序为 1 - N - 2 - 3 - 4 - 5 - 6。另一方面,大多数现代踏板车都配备液压自动变速器或皮带驱动或链条驱动的无级变速器,而不是顺序手动变速器。跨梁车,如本田 Super Cub,配备半自动变速器,带有自动离心离合器,但保留传统的脚踏换挡杆。


(iv) SMT: Satisfiability Modulo Theories (可满足性模理论)

SMT 也代表 Satisfiability Modulo Theories(可满足性模理论)。它指的是确定数学公式是否可满足的问题。它将布尔可满足性问题扩展到更复杂的进程,这些进程使用实数、整数和/或各种数据结构,包括列表、数组、位向量和字符串。该术语源于这些断言被“模”(modulo)所包含的事实,即一阶逻辑中的一个特定形式理论,具有等价性(通常不允许量词)。SMT 求解器是尝试为特定输入集解决 SMT 问题的程序。SMT 求解器(如 z3 和 cvc5)已被用作各种计算机科学应用的基础构建块,包括自动定理证明、程序分析、程序验证和软件测试。

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SMT 问题通常是 NP-hard 的,因为布尔可满足性本身已经是 NP-complete 的。对于许多命题来说,它是可判定的。正在研究可判定实例的计算成本,以及理论或理论子集是否导致可判定的 SMT 问题。生成的判定程序通常直接在 SMT 求解器中实现;例如,Presburger 算术的可判定性。SMT 是一个约束满足问题,因此,是一种特定结构的约束编程方法。

SMT 实例是具有对特定函数和谓词符号的多种解释的一阶逻辑公式。SMT 的挑战在于确定该公式是否充足。考虑一个布尔可满足性问题,其中某些二元变量被适当的非二元变量集合上的谓词替换。谓词是具有二元值的非二元函数。线性不等式或等式,使用未解释的词和函数符号,是谓词的例子。这些谓词根据它们所属的理论进行分类。例如,关于实变量的线性不等式使用基本线性算术理论原理进行评估。

另一方面,涉及未解释词和函数符号的谓词使用关于具有等价性的未解释函数理论的原理进行研究。其他方法包括数组和列表结构理论(对于建模和评估计算机程序很重要)和位向量理论(有助于对硬件设计进行建模和验证)。例如,差分逻辑是线性算术的一个子理论,其中每个不等式都被限制为具有形式 display style x-y>cx-y>c,其中 display style xx 和 display style yy 是变量,display style cc 是常数。大多数 SMT 求解器只允许无量词的逻辑片段。


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