1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология Hyper-Threading от Intel

Содержание

Что такое SMT (Hyper-Threading) — плюсы и минусы

Пока я радую свои графоманские пристрастия написанием детальной технической статьи про «Windows Performance Station», захотелось поделиться своими мыслями о том, что хорошего и плохого приносит SMT в процессоры «AMD» и «Intel», и как тут поможет «Windows Performance Station».

Тем, кому интересна данная тема, добро пожаловать под кат…

Итак, для начала давайте определимся, что такое SMT.

Как говорит нам википедия, SMT (от англ. simultaneous multithreading) это одновременная многопоточность, т.е. несколько потоков выполняются одновременно, а не последовательно, как это происходит во «временной многопоточности».

Многие знают эту технологию под названием «Intel Hyper-Threading», про неё уже всё давно написано, но до сих пор я сталкиваюсь с тем что многие разработчики, и, тем более, обыватели не понимают в чём основная суть «одновременного» выполнения нескольких команд одним ядром процессора и какие проблемы это несёт.

Для начала поговорим про временную многопоточность.

До реализации технологии SMT в виде «Hyper-Threading» использовалась технология «временной многопоточности».

Тут всё просто, представим, что у нас есть один конвейер и один рабочий (Ядро ЦП), который выполняет операции над числами и записывает результат. Предположим, для этих операций ему нужна отвёртка и гаечный ключ. Операционная система (ОС) складывает нашему рабочему на конвейер по порядку одну операцию для отвёртки, а за ней одну операцию для гаечного ключа. Один рабочий в один момент времени может оперировать или только гаечным ключом или только отвёрткой. Таким образом, выкладывая разное количество разных блоков, ОС определяет приоритет выполнения тех или иных операций от разных приложений. Пропорцию одних блоков к другим мы можем указывать внутри ОС, когда указываем приоритет процесса. Именно это и делают все диспетчеры задач в т.ч. и «Windows Performance Station». Это приоритизирование распространяется далее на механизмы SMT и всю работу с конвейерами.

С появлением SMT ситуация становится чуть сложнее.

Представим конвейер и двух рабочих, у которых есть одна отвёртка и один гаечный ключ на двоих. При этом, каждый из них может оперировать либо только отвёрткой, либо только гаечным ключом. Один конвейер условно делится на две половинки вдоль. SMT позволяет сложить на такой конвейер сразу два числа, одно для работы с отвёрткой, а второе для работы с гаечным ключом, поэтому действия этих рабочих выглядят так:

— Первый рабочий получает операцию для отвёртки, а второй, стоящий напротив, в тот же момент времени, операцию для гаечного ключа, после чего оба записывают результат.

Исходя из этого, когда на конвейере находится операция (A и B) с одной стороны и (D и E) с другой стороны — всё отлично, но при распараллеливании цепочки вычислений могут получиться две проблемы:

1. С одной стороны конвейера оказалось действие (A и B) = С, а с другой (D и E) = C,

т.е. нужно записать сначала одно значение C, а потом второе значение C, но не одновременно (конфликт по управлению).

2. С одной стороны конвейера оказалось действие (A и B) = C, а с другой (A и C) = D,

т.е. нужно сначала посчитать C, а потом посчитать D, но не одновременно (конфликт по данным).

Оба конфликта вызывают задержку выполнения инструкций и решаются последовательным выполнением команд. Чтобы уменьшить такие задержки были введены элементы процессора под названием предсказатель переходов и кэш процессора.

Предсказатель переходов, как понятно из названия, осуществляет предсказание 🙂

Предсказывает он вероятность возникновения первой проблемы, когда разные преобразования должны произойти над одним числом.

В свою очередь, кэш процессора, необходим для быстрого решения второй проблемы, когда мы останавливаем решение выражения (A и C) = D и пишем в кэш результат выполнения (A и B) = C, после чего сразу вычисляем (A и C) = D.

Справедливости ради, стоит уточнить, что проблема распараллеливания конвейера появляется и у многоядерных процессоров без SMT, но у многоядерников не возникает момента простаивания процессора, когда на двоих рабочих одна отвёртка, т.к. в такой терминологии у каждого рабочего есть своя отвёртка и свой гаечный ключ.

Все эти пляски вокруг угадывания процессором того, как распараллелить текущие операции, приводят к серьёзным потерям энергии и к ощутимым фризам, когда происходит голодание разнотипных задач на ядрах с SMT.

Вообще, стоит держать в уме, что «Intel» разработала «Hyper-Threading» одновременно с созданием своих первых многоядерных процессоров «Xeon» и, по сути, эту технологию можно считать эдаким компромиссом когда ставится двойной конвейер на одно ядро.

С подачи маркетологов принято нахваливать то, как хорошо одно ядро может выполнять несколько задач одновременно и как повышается производительность «в некоторых сценариях использования», однако про проблемы, присущие концепции SMT принято умалчивать.

Примечательно, что на сайте «Intel» в рекламном ролике показывается скорее двухядерность, нежели «Hyper-Threading», тот кто дочитал до этого момента, наверняка уже догадался почему 🙂

Изображение из видео:

Более точное изображение:

Какой вывод можно здесь сделать и что улучшить?

Вместе с очевидными плюсами, SMT приносит фризы в чувствительные для времени выполнения задачи (воспроизведение видео/музыки или FPS в играх). Именно поэтому, многие геймеры наблюдают падение FPS при включенном SMT/Hyper-Threading. Так как же нам уменьшить эти минусы и не потерять плюсы SMT?

Вот тут как раз нам и поможет управление задачами в ОС.

Как я и написал ранее, мы можем сортировать блоки, выкладываемые на конвейер, ещё на этапе обработки задач ядром ОС. С помощью приоритетов и разделения процессов по ядрам процессора, можно выкладывать определённые блоки на конвейер в нужном количестве и класть разнотипные блоки для разных виртуальных ядер, чтобы не наступало голодание разнотипных задач. Именно для этой задачи динамического анализа в «Windows Performance Station» мы объединили нейросеть и диспетчер задач. В итоге, нейросеть анализирует задачу и раскладывает её в зависимости от полученных данных по разным правилам, благодаря чему, каждое ядро в паре SMT выполняет разные задачи.

Благодаря такому подходу, процессоры с SMT в Windows могут более эффективно работать с многозадачностью и многопоточными процессами. И именно поэтому нас весьма порадовало появление SMT в новых процессорах «AMD Ryzen».

Приложение «Windows Performance Station» бесплатное и не содержит рекламы, его можно скачать с нашего сайта: winperst*ru

Большое спасибо всем, кто осилил данный текст 🙂

Технология Hyper-Threading — что это такое? Как включить и использовать?

Еще в далеком феврале 2002 года дебютировала фирменная технология от компании «Интел» — Hyper-Threading. Что это такое и почему она получила на сегодняшний день практически повсеместное распространение? Ответ на этот вопрос и не только будет рассмотрен в данном материале.

История появления технологии HT

Первым настольным процессором с поддержкой логической многопоточности стал четвертого поколения Pentium. Hyper-Threading — технология, которая в этом случае позволяла на одном физическом ядре обрабатывать сразу два потока данных. Причем чип этот устанавливался в процессорный разъем PGA478, функционировал он в режиме 32-битных вычислений, а его тактовая частота была равна 3,06 ГГц. До этого ее можно было встретить лишь в серверных процессорных устройствах серии XEON.

После получения успешных результатов в этой нише компания «Интел» решила распространить HT и в настольный сегмент. В дальнейшем в рамках PGA478 было выпущено целое семейство таких процессоров. После того как дебютировал сокет LGA775, НТ была временно призабыта. Но с началом продаж LGA1156 она получила второе дыхание в 2009 году. С тех пор она стала обязательным атрибутом процессорных решений от «Интел», причем как в ультрапроизводительном сегменте, так в бюджетных компьютерных системах.

Концепция данной технологии

Суть технологии Intel Hyper-Threading сводится к тому, что путем минимальных изменений в компоновке микропроцессорного устройства разработчики добиваются того, что на уровне системного и программного обеспечения код обрабатывается в два потока на одном физическом ядре. Все элементы вычислительного модуля при этом остаются без изменений, добавляются лишь специальные регистры и переработанный контроллер прерываний.

Если по каким-либо причинам физический модуль вычислений начинает простаивать, то на нем запускается второй программный поток, а первый при этом дожидается получения необходимых данных или информации. То есть если раньше простои в работе вычислительной части чипов были достаточно частыми, то практически полностью исключает такую возможность Hyper-Threading. Что это за технология, рассмотрим ниже.

На аппаратном уровне

Повышенные требования выдвигаются к аппаратному обеспечению в случае использования Hyper-Threading. Материнская плата, BIOS и процессор должны поддерживать ее. По крайней мере, в рамках процессорного разъема PGA478 на подобную совместимость необходимо было обращать повышенное внимание. Не все наборы системной логики в этом случае были ориентированы на использование НТ, как и процессорные устройства. И даже если в номенклатуре системной платы присутствовала столь желанная аббревиатура, то это вовсе не означало, что чипы правильно инициировались по той причине, что необходимо было обновить BIOS.

Кардинально изменилась ситуация в этом случае начиная с LGA1156. Данная вычислительная платформа была изначально заточена под применение Hyper-Threading. Поэтому каких-либо существенных проблем с применением последней в данном случае у пользователей не возникало. Это же самое справедливо и для последующих процессорных разъемов, таких как LGA1155, LGA1151 и LGA1150.

Аналогичным отсутствием проблем с применением НТ могли похвастаться и высокопроизводительные сокеты LGA1366, LGA2011 и LGA2011-v3. В довершение к этому прямой конкурент «Интел» — компания AMD — в последнем поколении своих процессоров для АМ4 реализовала весьма схожую технологию логической многозадачности — SMT. Она использует практически идентичную концепцию. Отличие заключается лишь в названии.

Основные компоненты со стороны программного обеспечения

Нужно отметить, что даже в случае полноценной поддержки НТ со стороны аппаратных ресурсов не всегда она будет успешно работать на уровне программного обеспечения. Для начала операционная система должна уметь работать одновременно с несколькими вычислительными ядрами. В устаревших на сегодняшний день версиях системного софта MS-DOS или Windows 98 такой возможности нет. А вот в случае Windows 10 каких-либо проблем не возникает, и эта операционная система уже изначально заточена под такие аппаратные ресурсы персонального компьютера.

Читать еще:  Styx: Master of Shadows — гоблин в темноте

Теперь разберемся с тем, как включить Hyper-Threading в Windows. Для этого на компьютере должно быть установлено все необходимое управляющее прикладное программное обеспечение. Как правило, это специальная утилита с компакт-диска системной платы. В ней есть специальная вкладка, на которой можно в режиме реального времени изменить значения в БИОСе. Это, в свою очередь, приводит к тому, что уже в нем опция Hyper-Threading переходит в положение Enabled, а также активируются дополнительные логические потоки, причем даже без перезагрузки операционной системы.

Включение технологии

Многие начинающие пользователи достаточно часто на первоначальном этапе использования нового компьютера задаются одним важным вопросом относительно Hyper-Threading: как включить ее? Существует два возможных способа решения этой задачи. Один из них — это использование БИОСа. В этом случае необходимо выполнить такие действия:

  • При включении ПК инициализируем процедуру входа в БИОС. Для этого достаточно при появлении тестового экрана зажать кнопку DEL (в некоторых случаях необходимо зажимать F2).
  • После появления синего экрана переходим с применением навигационных клавиш на вкладку ADVANCED.
  • Затем на ней находим пункт Hyper-Threading.
  • Напротив него необходимо установить значение Enabled.

Ключевой недостаток данного способа — это необходимость перезагрузки персонального компьютера для выполнения данной операции. Реальной альтернативой ей является использование конфигурационной утилиты системной платы. Этот метод был детально описан в предыдущем разделе. И в этом случае заходить в БИОС совсем не обязательно.

Отключение НТ

По аналогии со способами включения НТ существует два способа дезактивации данной функции. Один из них можно выполнить лишь только в процессе инициализации компьютерной системы. Это, в свою очередь, не совсем удобно на практике. Поэтому специалисты останавливают свой выбор на втором методе, который основывается на использовании компьютерной утилиты материнской платы. В первом случае выполняются такие манипуляции:

  1. При загрузке электронно-вычислительной машины заходим в базовую систему ввода — вывода (второе ее название BIOS) по ранее изложенной методике.
  2. Перемещаемся с применением клавиш управления курсором в пункт меню Advanced.
  3. Далее необходимо найти пункт меню Hyper-Threading (в некоторых моделях системных плат он может обозначаться как НТ). Напротив него с помощью кнопок PG DN и PG UP устанавливаем значение Disabled.
  4. Сохраняем снесенные изменения с помощью F10.
  5. Выходим из БИОСа и перезагружаем персональный компьютер.

Во втором случае при использовании диагностической утилиты системной платы нет необходимости перезагружать ПК. Это ключевое его преимущество. Алгоритм в этом случае идентичный. Разница состоит в том, что здесь используется предустановленная специальная утилита от производителя системной платы.

Ранее были описаны два основные способа того, как отключить Hyper-Threading. Хоть и более сложным номинально считается второй из них, но он более практичный по той причине, что не требует перезагрузки компьютера.

Модели процессоров с поддержкой НТ

Изначально, как было уже отмечено ранее, поддержка Hyper-Threading была реализована лишь только в процессорных устройствах серии Pentium 4 и только в исполнении PGA478. А вот уже в рамках LGA1156 и более поздних вычислительных платформ рассматриваемая в рамках данного материала технология использовалась практически во всех возможных моделях чипов. С ее помощью процессоры Celeron превращались из одноядерного в двухпоточное решение. В свою очередь, Penrium и i3 с ее помощью могли уже обрабатывать 4 потока кода. Ну а флагманские решения серии i7 способны одновременно работать с 8 логическими процессорами.

Для наглядности приведем применение НТ в рамках актуальной вычислительной платформы от Intel – LGA1151:

  • ЦПУ серии Celeron не поддерживают эту технологию и имеют всего 2 вычислительных блока.
  • Чипы линейки Pentium оснащены 2 ядрами и четырьмя потоками. Как результат, НТ в этом случае поддерживается в полном объеме.
  • Аналогичную компоновку имеют и более производительные процессорные устройства модельного ряда Core i3: 2 физических модуля могут работать в 4 потока.
  • Как и наиболее бюджетные чипы Celeron, Core i5 не оснащены поддержкой НТ.
  • Флагманские решения i7 тоже поддерживают HT. Только в этом случае вместо 2 реальны ядер есть уже 4 блока обработки кода. Они, в свою очередь, уже могут работать в 8 потоков.

Hyper-Threading — что это за технология и каково ее основное назначение? Это логическая многозадачность, которая позволяет путем минимальных корректировок аппаратного обеспечения увеличить производительность компьютерной системы в целом.

В каких случаях эту технологию наиболее оптимально использовать?

В некоторых случаях, как было отмечено ранее, НТ увеличивает быстродействие, с которым обрабатывает программный код процессор. Hyper-Threading может эффективно работать только с распаленным софтом. Типичными его примерами являются кодировщики видео и аудиоконтента, профессиональные графические пакеты и архиваторы. Также наличие такой технологии позволяет существенно улучшить быстродействие серверной системы. А вот при однопоточной реализации программного кода нивелируется наличие Hyper-Threading, то есть получается обычный процессор, который решает на одном ядре одну задачу.

Преимущества и недостатки

Есть определенные недостатки у технологии Intel Hyper-Threading. Первый из них — это возросшая стоимость ЦПУ. Но большее быстродействие и улучшенная компоновка кремниевого кристалла в любом случае увеличат цену ЦПУ. Также возросшая площадь полупроводниковой основы процессорного устройства приводит к повышению уровня потребляемой мощности и температуры. Разница в этом случае несущественная, и она не превышает 5 %, но она все-таки есть. Больше каких-либо существенных недостатков в этом случае нет.

Теперь о преимуществах. На быстродействие и производительность фирменная технология НТ от компании «Интел» не оказывает, то есть ниже определенного порога у такого компьютера опуститься не получится. Если же программное обеспечение прекрасно поддерживает распараллеленные вычисления, то будет наблюдаться определённый прирост быстродействия и, конечно же, производительности.

Как показывают тесты, в некоторых случаях прирост может достигать 20 %. Наиболее оптимизированным софтом в этом случае являются различные перекодировщики мультимедийного контента, архиваторы и графические пакеты. А вот с играми все уж не так и хорошо. Они, в свою очередь, способны работать в 4 потока, и, как результат, флагманские чипы не способны в этом случае опередить процессорные решения среднего уровня.

Современная альтернатива от AMD

Технология Hyper-Threading не единственная в своем роде на сегодняшний день. У нее есть реальная альтернатива. Компания AMD с выпуском платформы АМ4 предложила ей достойного конкурента в лице SMT. На аппаратном уровне это идентичные решения. Только вот флагман от «Интел» может обработать 8 потоков, а ведущий чип AMD — 16. Уже одно это обстоятельство указывает на то, что более перспективным является второе решение.

Поэтому компания «Интел» вынуждена в срочном порядке корректировать свои планы по выпуску продукции и предлагать совершенно новые процессорные решения, которые смогут составить достойную конкуренцию новичкам от AMD. Только вот на сегодняшний день они еще не переставлены. Поэтому если нужна доступная компьютерная платформа, то лучше выбирать LGA1151 от «Интел». Если необходим задел по производительности, то предпочтительней будет уже АМ4 от AMD.

Отзывы владельцев

Каких-либо больших и существенных недостатков за Intel Hyper-Threading в процессе эксплуатации замечено не было. По крайней мере, именно на это указывают как узкопрофильные специалисты компьютерной тематики, так обычные пользователи. А вот преимуществ у нее достаточно много. Ключевое из них — это увеличение производительности при обработке специального софта. При этом кардинальных изменений в структуре процессора не происходит, и его параметры практически не изменяются. Также еще одной важной особенностью НТ является то, что она обеспечивает определенный запас быстродействия компьютерной системы.

Заключение

Теперь подведем итоги относительно Hyper-Threading. Это что такое? Рассмотренная технология предопределила развитие компьютерных технологий на многие годы вперед. Ее появление позволило в ряде задач увеличить быстродействие путем минимальных изменений в компоновке полупроводникового кристалла центрального процессорного устройства. Еще один важный аргумент в этом случае заключается в том, что даже прямой конкурент «Интел» в лице AMD ее в какой-то степени позаимствовал.

Конечно, на просторах Всемирной паутины по сей день идут споры относительно того, кто первый до нее додумался. Некоторые патенты указывают на то, что это была AMD. Но одно дело додуматься, а другое — реализовать. И здесь все полностью на стороне «Интел». Она первой представила свой революционный «Пентиум 4» с логотипом НТ и двумя логическими ядрами. До этого подобным могли похвастаться лишь только серверы. Вот так простым переносом технологии из одной сферы в другую и совершается развитие современных компьютерных технологий.

Технология Hyper-Threading — что это такое? Как включить и использовать?

Еще в далеком феврале 2002 года дебютировала фирменная технология от компании «Интел» — Hyper-Threading. Что это такое и почему она получила на сегодняшний день практически повсеместное распространение? Ответ на этот вопрос и не только будет рассмотрен в данном материале.

История появления технологии HT

Первым настольным процессором с поддержкой логической многопоточности стал четвертого поколения Pentium. Hyper-Threading — технология, которая в этом случае позволяла на одном физическом ядре обрабатывать сразу два потока данных. Причем чип этот устанавливался в процессорный разъем PGA478, функционировал он в режиме 32-битных вычислений, а его тактовая частота была равна 3,06 ГГц. До этого ее можно было встретить лишь в серверных процессорных устройствах серии XEON.

После получения успешных результатов в этой нише компания «Интел» решила распространить HT и в настольный сегмент. В дальнейшем в рамках PGA478 было выпущено целое семейство таких процессоров. После того как дебютировал сокет LGA775, НТ была временно призабыта. Но с началом продаж LGA1156 она получила второе дыхание в 2009 году. С тех пор она стала обязательным атрибутом процессорных решений от «Интел», причем как в ультрапроизводительном сегменте, так в бюджетных компьютерных системах.

Концепция данной технологии

Суть технологии Intel Hyper-Threading сводится к тому, что путем минимальных изменений в компоновке микропроцессорного устройства разработчики добиваются того, что на уровне системного и программного обеспечения код обрабатывается в два потока на одном физическом ядре. Все элементы вычислительного модуля при этом остаются без изменений, добавляются лишь специальные регистры и переработанный контроллер прерываний.

Если по каким-либо причинам физический модуль вычислений начинает простаивать, то на нем запускается второй программный поток, а первый при этом дожидается получения необходимых данных или информации. То есть если раньше простои в работе вычислительной части чипов были достаточно частыми, то практически полностью исключает такую возможность Hyper-Threading. Что это за технология, рассмотрим ниже.

На аппаратном уровне

Повышенные требования выдвигаются к аппаратному обеспечению в случае использования Hyper-Threading. Материнская плата, BIOS и процессор должны поддерживать ее. По крайней мере, в рамках процессорного разъема PGA478 на подобную совместимость необходимо было обращать повышенное внимание. Не все наборы системной логики в этом случае были ориентированы на использование НТ, как и процессорные устройства. И даже если в номенклатуре системной платы присутствовала столь желанная аббревиатура, то это вовсе не означало, что чипы правильно инициировались по той причине, что необходимо было обновить BIOS.

Кардинально изменилась ситуация в этом случае начиная с LGA1156. Данная вычислительная платформа была изначально заточена под применение Hyper-Threading. Поэтому каких-либо существенных проблем с применением последней в данном случае у пользователей не возникало. Это же самое справедливо и для последующих процессорных разъемов, таких как LGA1155, LGA1151 и LGA1150.

Аналогичным отсутствием проблем с применением НТ могли похвастаться и высокопроизводительные сокеты LGA1366, LGA2011 и LGA2011-v3. В довершение к этому прямой конкурент «Интел» — компания AMD — в последнем поколении своих процессоров для АМ4 реализовала весьма схожую технологию логической многозадачности — SMT. Она использует практически идентичную концепцию. Отличие заключается лишь в названии.

Читать еще:  Человек или медведь? Гектор Мендоса в новом трейлере Desperados III

Основные компоненты со стороны программного обеспечения

Нужно отметить, что даже в случае полноценной поддержки НТ со стороны аппаратных ресурсов не всегда она будет успешно работать на уровне программного обеспечения. Для начала операционная система должна уметь работать одновременно с несколькими вычислительными ядрами. В устаревших на сегодняшний день версиях системного софта MS-DOS или Windows 98 такой возможности нет. А вот в случае Windows 10 каких-либо проблем не возникает, и эта операционная система уже изначально заточена под такие аппаратные ресурсы персонального компьютера.

Теперь разберемся с тем, как включить Hyper-Threading в Windows. Для этого на компьютере должно быть установлено все необходимое управляющее прикладное программное обеспечение. Как правило, это специальная утилита с компакт-диска системной платы. В ней есть специальная вкладка, на которой можно в режиме реального времени изменить значения в БИОСе. Это, в свою очередь, приводит к тому, что уже в нем опция Hyper-Threading переходит в положение Enabled, а также активируются дополнительные логические потоки, причем даже без перезагрузки операционной системы.

Включение технологии

Многие начинающие пользователи достаточно часто на первоначальном этапе использования нового компьютера задаются одним важным вопросом относительно Hyper-Threading: как включить ее? Существует два возможных способа решения этой задачи. Один из них — это использование БИОСа. В этом случае необходимо выполнить такие действия:

  • При включении ПК инициализируем процедуру входа в БИОС. Для этого достаточно при появлении тестового экрана зажать кнопку DEL (в некоторых случаях необходимо зажимать F2).
  • После появления синего экрана переходим с применением навигационных клавиш на вкладку ADVANCED.
  • Затем на ней находим пункт Hyper-Threading.
  • Напротив него необходимо установить значение Enabled.

Ключевой недостаток данного способа — это необходимость перезагрузки персонального компьютера для выполнения данной операции. Реальной альтернативой ей является использование конфигурационной утилиты системной платы. Этот метод был детально описан в предыдущем разделе. И в этом случае заходить в БИОС совсем не обязательно.

Отключение НТ

По аналогии со способами включения НТ существует два способа дезактивации данной функции. Один из них можно выполнить лишь только в процессе инициализации компьютерной системы. Это, в свою очередь, не совсем удобно на практике. Поэтому специалисты останавливают свой выбор на втором методе, который основывается на использовании компьютерной утилиты материнской платы. В первом случае выполняются такие манипуляции:

  1. При загрузке электронно-вычислительной машины заходим в базовую систему ввода — вывода (второе ее название BIOS) по ранее изложенной методике.
  2. Перемещаемся с применением клавиш управления курсором в пункт меню Advanced.
  3. Далее необходимо найти пункт меню Hyper-Threading (в некоторых моделях системных плат он может обозначаться как НТ). Напротив него с помощью кнопок PG DN и PG UP устанавливаем значение Disabled.
  4. Сохраняем снесенные изменения с помощью F10.
  5. Выходим из БИОСа и перезагружаем персональный компьютер.

Во втором случае при использовании диагностической утилиты системной платы нет необходимости перезагружать ПК. Это ключевое его преимущество. Алгоритм в этом случае идентичный. Разница состоит в том, что здесь используется предустановленная специальная утилита от производителя системной платы.

Ранее были описаны два основные способа того, как отключить Hyper-Threading. Хоть и более сложным номинально считается второй из них, но он более практичный по той причине, что не требует перезагрузки компьютера.

Модели процессоров с поддержкой НТ

Изначально, как было уже отмечено ранее, поддержка Hyper-Threading была реализована лишь только в процессорных устройствах серии Pentium 4 и только в исполнении PGA478. А вот уже в рамках LGA1156 и более поздних вычислительных платформ рассматриваемая в рамках данного материала технология использовалась практически во всех возможных моделях чипов. С ее помощью процессоры Celeron превращались из одноядерного в двухпоточное решение. В свою очередь, Penrium и i3 с ее помощью могли уже обрабатывать 4 потока кода. Ну а флагманские решения серии i7 способны одновременно работать с 8 логическими процессорами.

Для наглядности приведем применение НТ в рамках актуальной вычислительной платформы от Intel – LGA1151:

  • ЦПУ серии Celeron не поддерживают эту технологию и имеют всего 2 вычислительных блока.
  • Чипы линейки Pentium оснащены 2 ядрами и четырьмя потоками. Как результат, НТ в этом случае поддерживается в полном объеме.
  • Аналогичную компоновку имеют и более производительные процессорные устройства модельного ряда Core i3: 2 физических модуля могут работать в 4 потока.
  • Как и наиболее бюджетные чипы Celeron, Core i5 не оснащены поддержкой НТ.
  • Флагманские решения i7 тоже поддерживают HT. Только в этом случае вместо 2 реальны ядер есть уже 4 блока обработки кода. Они, в свою очередь, уже могут работать в 8 потоков.

Hyper-Threading — что это за технология и каково ее основное назначение? Это логическая многозадачность, которая позволяет путем минимальных корректировок аппаратного обеспечения увеличить производительность компьютерной системы в целом.

В каких случаях эту технологию наиболее оптимально использовать?

В некоторых случаях, как было отмечено ранее, НТ увеличивает быстродействие, с которым обрабатывает программный код процессор. Hyper-Threading может эффективно работать только с распаленным софтом. Типичными его примерами являются кодировщики видео и аудиоконтента, профессиональные графические пакеты и архиваторы. Также наличие такой технологии позволяет существенно улучшить быстродействие серверной системы. А вот при однопоточной реализации программного кода нивелируется наличие Hyper-Threading, то есть получается обычный процессор, который решает на одном ядре одну задачу.

Преимущества и недостатки

Есть определенные недостатки у технологии Intel Hyper-Threading. Первый из них — это возросшая стоимость ЦПУ. Но большее быстродействие и улучшенная компоновка кремниевого кристалла в любом случае увеличат цену ЦПУ. Также возросшая площадь полупроводниковой основы процессорного устройства приводит к повышению уровня потребляемой мощности и температуры. Разница в этом случае несущественная, и она не превышает 5 %, но она все-таки есть. Больше каких-либо существенных недостатков в этом случае нет.

Теперь о преимуществах. На быстродействие и производительность фирменная технология НТ от компании «Интел» не оказывает, то есть ниже определенного порога у такого компьютера опуститься не получится. Если же программное обеспечение прекрасно поддерживает распараллеленные вычисления, то будет наблюдаться определённый прирост быстродействия и, конечно же, производительности.

Как показывают тесты, в некоторых случаях прирост может достигать 20 %. Наиболее оптимизированным софтом в этом случае являются различные перекодировщики мультимедийного контента, архиваторы и графические пакеты. А вот с играми все уж не так и хорошо. Они, в свою очередь, способны работать в 4 потока, и, как результат, флагманские чипы не способны в этом случае опередить процессорные решения среднего уровня.

Современная альтернатива от AMD

Технология Hyper-Threading не единственная в своем роде на сегодняшний день. У нее есть реальная альтернатива. Компания AMD с выпуском платформы АМ4 предложила ей достойного конкурента в лице SMT. На аппаратном уровне это идентичные решения. Только вот флагман от «Интел» может обработать 8 потоков, а ведущий чип AMD — 16. Уже одно это обстоятельство указывает на то, что более перспективным является второе решение.

Поэтому компания «Интел» вынуждена в срочном порядке корректировать свои планы по выпуску продукции и предлагать совершенно новые процессорные решения, которые смогут составить достойную конкуренцию новичкам от AMD. Только вот на сегодняшний день они еще не переставлены. Поэтому если нужна доступная компьютерная платформа, то лучше выбирать LGA1151 от «Интел». Если необходим задел по производительности, то предпочтительней будет уже АМ4 от AMD.

Отзывы владельцев

Каких-либо больших и существенных недостатков за Intel Hyper-Threading в процессе эксплуатации замечено не было. По крайней мере, именно на это указывают как узкопрофильные специалисты компьютерной тематики, так обычные пользователи. А вот преимуществ у нее достаточно много. Ключевое из них — это увеличение производительности при обработке специального софта. При этом кардинальных изменений в структуре процессора не происходит, и его параметры практически не изменяются. Также еще одной важной особенностью НТ является то, что она обеспечивает определенный запас быстродействия компьютерной системы.

Заключение

Теперь подведем итоги относительно Hyper-Threading. Это что такое? Рассмотренная технология предопределила развитие компьютерных технологий на многие годы вперед. Ее появление позволило в ряде задач увеличить быстродействие путем минимальных изменений в компоновке полупроводникового кристалла центрального процессорного устройства. Еще один важный аргумент в этом случае заключается в том, что даже прямой конкурент «Интел» в лице AMD ее в какой-то степени позаимствовал.

Конечно, на просторах Всемирной паутины по сей день идут споры относительно того, кто первый до нее додумался. Некоторые патенты указывают на то, что это была AMD. Но одно дело додуматься, а другое — реализовать. И здесь все полностью на стороне «Интел». Она первой представила свой революционный «Пентиум 4» с логотипом НТ и двумя логическими ядрами. До этого подобным могли похвастаться лишь только серверы. Вот так простым переносом технологии из одной сферы в другую и совершается развитие современных компьютерных технологий.

xTechx.ru

Новости Высоких Технологий

Hyper-Threading технология, что это такое? Принцип работы HT, плюсы и минусы от использования технологии.

Hyper-Threading (hyper threading, ‘хайпер тридинг’, гипер поточность — рус.) — технология разработанная компанией Intel, позволяющая ядру процессора исполнять больше потоков данных чем один (обычно два). Так как было выяснено, что обычный процессор в большинстве задач использует не более 70% всей вычислительной мощности, было решено использовать технологию, позволяющую при простое определённых вычислительных блоков — нагрузить их работой с другим потоком. Это позволяет увеличить производительность ядра от 10 до 80% в зависимости от задачи.

Представление, как Hyper-Threading работает .

Допустим процессор выполняет простые вычисления и при этом простаивает блок инструкций и SIMD расширения.

Модуль адресации это обнаруживает и посылает туда данные для последующего вычисления. Если данные специфичные, то данные блоки будут выполнять их медленней, однако простаивать данные не будут. Либо они предварительно их обработают, для дальнейшей быстрой обработки соответствующим блоком. Это и даёт дополнительный выигрыш в производительности.

Естественно, виртуальный поток никак не дотягивает до полноценного ядра, но это позволяет добиться практически 100% эффективности вычислительной мощности, загрузив практически весь процессор работой, не давая ему простаивать. При всём при этом, для реализации технологии HT требуется всего около 5% дополнительного места на кристалле, а производительность иногда может добавиться на 50%. В эту дополнительную область входят дополнительные блоки регистров и предсказания ветвлений, которые потоково вычисляют, где можно использоваться вычислительные мощности в данный момент и отправляют туда данные из дополнительного блока адресации.

Впервые, технология появилась на процессорах Pentium 4, но большого прироста производительности не получилось, так как сам процессор не обладал высокой вычислительной мощностью. Прирост составлял в лучшем случае 15-20%, да и во многих задачах процессор работал значительно медленнее чем без HT.

Замедление работы процессора из-за технологии Hyper Threading, происходит если:

  • Недостаточно кэша для всех данный и он циклически перезагружается, тормозя работу процессора.
  • Данные не могут быть правильно обработаны блоком предсказания ветвления. Происходит в основном из-за отсутствия оптимизации под определённое ПО или поддержки со стороны операционной системы.
  • Также может происходить из-за зависимости данных, когда к примеру, первый поток требует немедленных данных со второго, а они ещё не готовы, либо стоят на очереди в другой поток. Либо циклическим данным требуются определённые блоки для быстрой обработки, а они нагружаются другими данными. Вариаций зависимости данных может быть много.
  • Если ядро и так сильно нагружено, а «недостаточно умный» модуль предсказания ветвлений всё равно посылает данные, которые тормозят работу процессора (актуально для Pentium 4).
Читать еще:  Серия BioShock не завершится с закрытием Irrational Games

После Pentium 4, Intel начала использовать технологию только начиная с Core i7 первого поколения, пропустив серию Core 2.

Вычислительной мощности процессоров стало достаточно для полноценной реализации гиперпоточности без особого вреда, даже для не оптимизированных приложений. Позже, Hyper-Threading появилась на процессорах среднего класса и даже бюджетного и портативного. Используется на всех сериях Core i (i3; i5; i7) и на мобильных процессорах Atom (не на всех). Что интересно, двухъядерные процессоры с HT, получают больший выигрыш в производительности, чем четырёх ядерные от использования Hyper-Threading, становясь на 75% полноценными четырёх ядерными.

Где полезна технология HyperThreading?

Полезна она будет для использования вкупе с профессиональными, графическими, аналитическими, математическими и научными программами, видео и аудио редакторами, архиваторами (Photoshop, Corel Draw, Maya, 3D’s Max, WinRar, Sony Vegas & etc). Всем программам в которых используется большое количество вычислений, HT будет однозначно полезна полезна. Благо, в 90% случаев, такие программы неплохо оптимизированы для её использования.

HyperThreading незаменим для серверных систем. Собственно для этой ниши он частично и разрабатывался. Благодаря HT, можно значительно увеличить отдачу от работы процессора при наличии большого числа задач. Каждый поток, будет разгружен вполовину, что благотворно сказывается на адресации данных и предсказании ветвлений.

Многие компьютерные игры, отрицательно относятся к наличию Hyper-Threading, из за чего снижается количество кадров в секунду. Связано это с отсутствием оптимизации под Hyper-Threading со стороны игры. Одной оптимизации со стороны операционной системы не всегда бывает достаточно, особенно при работе с необычными, разнотипными и сложными данными.

На материнских платах, которые поддерживают HT, в BIOS всегда можно отключить технологию гиперпоточности.

Работоспособность технологии Hyper-Threading в играх

Страницы материала

Оглавление

  • Вступление
  • Тестовая конфигурация
  • Инструментарий и методика тестирования
  • Результаты тестов: сравнение производительности
    • Anno 1404
    • Batman: Arkham Asylum
    • Bionic Commando
    • Borderlands
    • Call of Duty: Modern Warfare 2
    • Colin McRae: DIRT 2
    • Crysis Warhead (ambush)
    • Dragon Age: Origin
    • Fallout 3: Broken Steel
    • Far Cry 2 (ranch small)
    • FUEL
    • Gears of War
    • Grand Theft Auto 4
    • Left 4 Dead 2
    • Lost Planet: Colonies (area1)
    • Mass Effect
    • Mirrors Edge
    • Need for Speed: SHIFT
    • Operation Flashpoint: Dragon Rising
    • Overlord 2
    • Prototype
    • Race Driver: GRID
    • Red Faction: Guerrilla
    • Risen
    • Resident Evil 5 (scene 1)
    • Sacred 2: Fallen Angel
    • S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (SunShafts)
    • Street Fighter 4
    • Tom Clancy: HAWX
    • World in Conflict: Soviet Assault
  • Сравнение производительности процессоров
  • Заключение

    Вступление

    Компания Intel внедрила в свои процессоры, основанные на микропроцессорной архитектуре Nehalem, много новаторских разработок. Сегодня мы рассмотрим одну из них, а именно Hyper-Threading.

    Эта технология не нова, она применялась еще на процессорах Pentium 4. Но в то время на рынке еще не существовали многоядерные процессоры, соответственно программное обеспечение не было оптимизировано под многопоточность и толку от Hyper-Threading было мало. Хотя в определенных программах прирост производительности, достигающий 30 процентов, все же наблюдался.

    Будет интересно проверить, насколько эффективна эта технология в современных играх на примере процессора Intel Core i7 i920.

    На текущий момент большинство покупателей интересует не дорогая старшая линейка процессоров Intel Core i7 LGA 1366, а более доступные Core i5 и i7 в исполнении LGA 1156. Сегодняшнее тестирование покажет, есть ли польза от поддержки технологии Hyper-Threading двух- и четырехъядерными процессорами Intel.

    Подробно ознакомиться с технологией Hyper-Threading можно на официальном сайте Intel .

    реклама

    Тестовая конфигурация

    Тесты проводились на следующем стенде:

    • Процессор: Intel Core i7 920 (Bloomfield, D0, L3 8 Мб), 1.18 В, Turbo Boost — on, Hyper Threading — off/on — 2660 @ 4000 МГц
    • Материнская плата: GigaByte GA-EX58-UD5, BIOS F5
    • Видеокарта: Zotac GeForce GTX 260 896 Mбайт (576/1242/2000 МГц) — 2 шт
    • Система охлаждения CPU: Cooler Master V8 (

    1100 об/мин)

  • Оперативная память: 2 x 2048 Мбайт DDR3 Corsair TR3X6G1600C7 (Spec: 1528 МГц / 8-8-8-20-1t / 1.5 В) , X.M.P. — off
  • Дисковая подсистема: SATA-II 500 Гбайт, WD 5000KS, 7200 об/мин, 16 Мбайт
  • Блок питания: FSP Epsilon 700 Ватт (штатный вентилятор: 120-мм на вдув)
  • Корпус: открытый тестовый стенд
  • Монитор: 24″ BenQ V2400W (Wide LCD, 1920×1200 / 60 Гц)

Программное обеспечение:

  • Операционная система: Windows 7 build 7600 RTM x86
  • Драйвер видеокарты: NVIDIA Display Driver 195.62
  • RivaTuner 2.24c
  • MSI AFTERBURNER 1.4.2

Инструментарий и методика тестирования

реклама

Результаты тестирования на диаграммах представлены в следующей последовательности:

  • 2 ядра, технология Hyper-Threading отключена
  • 2 ядра, технология Hyper-Threading включена
  • 3 ядра, технология Hyper-Threading отключена
  • 4 ядра, технология Hyper-Threading отключена
  • 4 ядра, технология Hyper-Threading включена

Во-первых, такая последовательность, предположительно, должна соответствовать теоретическому распределению производительности. По опыту, технология Hyper-Threading обеспечивает прирост производительности в пределах 30%. Этого явно недостаточно для победы двухъядерного процессора с включенной технологией Hyper-Threading над «честным» трёхядерным, если только не имеется ошибки в реализации программного обеспечения (например, если ядер меньше четырёх, программа работает только на двух ядрах, при этом третье не используется в принципе — в таком варианте виртуальные четыре ядра могут быть быстрее реальных трёх). Мы, однако, не будем полагаться на небрежность и возможные ошибки программистов.

Во-вторых, при таком размещении можно более удобно сравнивать строки, отвечающие на актуальный вопрос: а нужно ли владельцу «игровой» машины активировать технологию Hyper-Threading в своём процессоре? Даёт ли эта технология преимущества именно в играх?

Что касается гипотетического трёхъядерника, то он здесь присутствует скорее ради научного интереса, так как подобного процессора в природе не существует и не ожидается. Однако благодаря наличию этой строки в диаграмме можно судить о том, есть ли смысл в выпуске подобного процессора компанией Intel так же, как это ранее сделала AMD.

Тестирование игровых приложений проводилось в разрешениях 1280х1024, в котором видеокарты выдают максимальный результат, за счет чего легче отследить разницу в производительности процессора, с активированными двумя, тремя, четырьмя ядрами и включенном/выключенным Hyper-Threading (далее кратко — НТ).

В следующих играх использовались средства измерения быстродействия (бенчмарк):

  • Batman: Arkham Asylum
  • Colin McRae: DIRT 2
  • Crysis Warhead (ambush)
  • Far Cry 2 (ranch small)
  • Lost Planet: Colonies (area1)
  • Resident Evil 5 (scene 1)
  • Tom Clancy’s H.A.W.X.
  • S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (SunShafts)
  • Street Fighter 4
  • World in Conflict: Soviet Assault

Игра, в которой производительность замерялась путем загрузки демо сцен:

  • Left 4 Dead 2

В данных играх производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.0.3 build 10809:

  • Anno 1404
  • Bionic Commando
  • Borderlands
  • Call of Duty 4: Modern Warfare 2
  • Dragon Age: Origin
  • Fallout 3: Broken Steel
  • FUEL
  • Gears of War
  • Grand Theft Auto 4
  • Mass Effect
  • Mirrors Edge
  • Need for Speed: SHIFT
  • Operation Flashpoint: Dragon Rising
  • Overlord 2
  • Prototype
  • Race Driver: GRID
  • Red Faction: Guerrilla
  • Risen
  • Sacred 2: Fallen Angel

Во всех играх замерялись минимальные и средние значения FPS.

В тестах, в которых отсутствовала возможность замера min fps, это значение измерялось утилитой FRAPS.

VSync при проведении тестов был отключен.

Чтобы избежать ошибок и минимизировать погрешности измерений, все тесты производились по три раза. При вычислении avg fps за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прогонов. В качестве min fps выбиралось минимальное значение показателя по результатам трех прогонов.

Hyper threading что это и зачем это?

Здравствуйте любители компов и железа. Хотели бы вы в своем компьютере иметь высокопроизводительный процессор, молниеносно выполняющий много задач одновременно? Кто бы отказался, верно? Тогда предлагаю вам познакомиться с технологией hyper threading: что это и как действует, вы узнаете из данной статьи.

Объяснение понятия

Hyper-threading переводится с английского как «гиперточность». Такое громкое название технология получила не просто так. Ведь оснащенный ею один физический процессор операционная система принимает за два логических ядра. Следовательно, обрабатывается больше команд, а производительность при этом не падает.

Как такое возможно? Благодаря тому, что процессор:

  • Сохраняет информацию сразу о нескольких выполняемых потоках;
  • На каждый логический проц приходится по одному набору регистров — блоков быстрой внутренней памяти, а также по одному блоку прерываний. Последний отвечает за последовательное выполнение запросов от разных устройств.

Как это выглядит на деле? Допустим, сейчас физический процессор обрабатывает команды первого логического проца. Но в последнем произошел какой-то сбой, и ему, к примеру, нужно подождать данные из памяти. Физический CPU не будет терять время зря и сразу переключится на второй логический процессор.

О повышении производительности

КПД физического проца, как правило, составляет не более 70 %. Почему? Часто некоторые блоки просто не нужны для осуществления той или иной задачи. К примеру, когда CPU выполняет банальные вычислительные действия, блок инструкций и SIMD расширения не задействованы. Бывает, что происходит сбой в модуле предсказания переходов или при обращении к кэшу.

В подобных ситуациях Hyper-threading заполняет «пробелы» другими задачами. Таким образом, эффективность технологии заключается в том, что полезная работа не простаивает и отдается бездействующим устройствам.

Появление и реализация

Можно считать, что Hyper-threading уже отметила 15-летний юбилей. Ведь она разработана на базе технологии суперпоточности (англ. super-threading), которая выпущена в 2002 году и впервые начала работу в продуктах Xeon, затем в том же году была интегрирована в Pentium 4. Авторское право на эти технологии принадлежит компании Intel.

HT реализована в процессорах, работающих на микроархитектуре NetBurst, которая отличается высокими тактовыми частотами. Поддержка технологии внедрена в модели семейств Core vPro, M и Xeon. Однако в сериях Core 2 («Duo», «Quad») не интегрирована. Схожая по принципу действия технология реализована в процах Atom и Itanium.

Как включить ее? У вас должен быть не только один из вышеперечисленных процессоров, но также поддерживающая технологию операционная система и биос, в котором есть опция включения и выключения HT. Если ее нет, обновите BIOS.

Плюсы и минусы Hyper-threading

О некоторых преимуществах технологии вы уже могли сделать вывод из вышеизложенной информации. Добавлю к ним еще пару слов:

  • Стабильное действие нескольких программ параллельно;
  • Уменьшенное время отклика в процессе интернет-серфинга или работы с приложениями.

Как вы понимаете, не обошлось и без ложки дегтя. Прироста производительности может не быть по таким причинам:

  • Недостаточно кеш-памяти. Например, в 4-ядерных процессорах i7 кэша 8 Мб, но и логических ядер столько же. Получаем всего 1 Мб на ядро, чего для выполнения вычислительных задач большинству программ не хватает. Из-за этого производительность не просто стоит на месте, а даже падает.

  • Зависимость данных. Допустим, первый поток незамедлительно требует информацию со второго, но она еще не готова или стоит в очередь в другой поток. Также бывает, что циклическим данным нужны определенные блоки для быстрого выполнения задачи, но они уже заняты другой работой.
  • Перегрузка ядра. Случается, что ядро может быть уже чрезмерно нагружено, но, несмотря на это, модуль предсказания все равно посылает ему данные, вследствие чего компьютер начинает тормозить.

Где нужна Hyper-threading?

Технология будет полезна при использовании ресурсоемких программ: аудио- , видео- и фоторедакторов, игр, архиваторов. К ним можно отнести Photoshop, Maya, 3D’s Max, Corel Draw, WinRar и пр.

Важно, чтобы ПО было оптимизировано для работы с Hyper-threading. В противном случае могут возникать задержки. Дело в том, что проги считают логические ядра физическими, поэтому могут посылать разные задачи одному и тому же блоку.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector