Ak ste si pozorne prezreli obsah nastavenia systému BIOS, možno ste si všimli možnosť CPU Hyper Threading Technology. A možno vás zaujímalo, čo je Hyper Threading (alebo hyperthreading, oficiálny názov je Hyper Threading Technology, HTT) a na čo táto možnosť slúži.

Hyper Threading je relatívne nová technológia vyvinutá spoločnosťou Intel pre procesory s architektúrou Pentium. Ako ukázala prax, použitie technológie Hyper Threading umožnilo v mnohých prípadoch zvýšiť výkon CPU približne o 20-30%.

Tu si musíte pamätať, ako vo všeobecnosti funguje centrálny procesor počítača. Len čo zapnete počítač a spustíte na ňom program, CPU začne čítať inštrukcie v ňom obsiahnuté, zapísané v takzvanom strojovom kóde. Postupne číta každú inštrukciu a vykoná ich jednu po druhej.

Mnohé programy však majú niekoľko súčasne spustených softvérových procesov. Moderné operačné systémy navyše umožňujú užívateľovi mať spustených niekoľko programov naraz. A nielen to umožňujú – v skutočnosti je dnes situácia, keď v operačnom systéme beží jediný proces, úplne nemysliteľná. Preto procesory vyvinuté pomocou starších technológií mali nízky výkon v prípadoch, keď bolo potrebné spracovávať viacero súčasných procesov naraz.

Samozrejme, na vyriešenie tohto problému môžete do systému zahrnúť niekoľko procesorov alebo procesorov využívajúcich niekoľko fyzických výpočtových jadier. Ale takéto zlepšenie je drahé, technicky zložité a nie vždy efektívne z praktického hľadiska.

História vývoja

Preto bolo rozhodnuté vytvoriť technológiu, ktorá by umožnila spracovanie viacerých procesov na jednom fyzickom jadre. V tomto prípade to pri programoch bude navonok vyzerať, ako keby v systéme bolo niekoľko procesorových jadier naraz.

Podpora technológie Hyper Threading sa prvýkrát objavila v procesoroch v roku 2002. Išlo o procesory rodiny Pentium 4 a serverové procesory Xeon s taktom nad 2 GHz. Spočiatku bola táto technológia označená kódovým názvom Jackson, ale potom sa jej názov zmenil na Hyper Threading, ktorý je zrozumiteľnejší pre širokú verejnosť - čo možno preložiť ako „super-threading“.

Zároveň sa podľa Intelu povrchová plocha kryštálu procesora, ktorý podporuje Hyper Threading, zväčšila v porovnaní s predchádzajúcim modelom, ktorý ho nepodporuje, len o 5 %, s priemerným nárastom výkonu o 20 %.

Napriek tomu, že sa táto technológia vo všeobecnosti osvedčila, Intel sa z viacerých dôvodov rozhodol vypnúť technológiu Hyper Threading v procesoroch rodiny Core 2, ktoré nahradili Pentium 4. Hyper Threading sa však neskôr opäť objavil v procesoroch Architektúra Sandy Bridge a Ivy Bridge a Haswell, ktoré boli výrazne prepracované.

Podstata technológie

Pochopenie technológie Hyper Threading je dôležité, pretože je jednou z kľúčových funkcií procesorov Intel.

Napriek všetkým úspechom, ktoré procesory dosiahli, majú jednu podstatnú nevýhodu – dokážu naraz vykonať iba jednu inštrukciu. Povedzme, že ste súčasne spustili aplikácie ako textový editor, prehliadač a Skype. Z užívateľského hľadiska možno toto softvérové ​​prostredie nazvať multitasking, avšak z pohľadu procesora to ani zďaleka neplatí. Jadro procesora bude stále vykonávať jednu inštrukciu za určité časové obdobie. V tomto prípade je úlohou procesora rozdeľovať zdroje procesorového času medzi jednotlivé aplikácie. Pretože toto postupné vykonávanie inštrukcií prebieha extrémne rýchlo, nevšimnete si to. A zdá sa vám, že žiadne oneskorenie nie je.

Stále však dochádza k oneskoreniu. Oneskorenie nastáva v dôsledku spôsobu, akým každý program dodáva procesoru dáta. Každý dátový tok musí prísť v konkrétnom čase a procesor ho spracuje individuálne. Technológia Hyper Threading umožňuje každému jadru procesora naplánovať spracovanie údajov a distribuovať zdroje súčasne pre dve vlákna.

Je potrebné poznamenať, že v jadre moderných procesorov existuje niekoľko takzvaných vykonávacích zariadení, z ktorých každé je navrhnuté tak, aby vykonávalo určitú operáciu s údajmi. V tomto prípade môžu byť niektoré z týchto výkonných zariadení nečinné pri spracovávaní údajov z jedného vlákna.

Aby sme pochopili túto situáciu, môžeme uviesť analógiu s pracovníkmi pracujúcimi v montážnej dielni na dopravníku a spracovávajúcimi rôzne druhy dielov. Každý pracovník je vybavený špecifickým nástrojom určeným na vykonávanie úlohy. Ak však súčiastky dorazia v nesprávnom poradí, dochádza k oneskoreniam, pretože niektorí pracovníci čakajú v rade na začatie práce. Hyper Threading možno prirovnať k dodatočnému dopravnému pásu, ktorý bol položený v dielni tak, aby predtým nečinní pracovníci vykonávali svoje operácie nezávisle od ostatných. Dielňa je stále jedna, ale diely sa spracovávajú rýchlejšie a efektívnejšie, čo má za následok skrátenie prestojov. Hyper Threading teda umožnil zapnúť tie jednotky vykonávania procesora, ktoré boli nečinné pri vykonávaní pokynov z jedného vlákna.

Hneď ako zapnete počítač s dvojjadrovým procesorom, ktorý podporuje Hyper Threading a pod záložkou Výkon otvoríte Windows Task Manager, nájdete v ňom štyri grafy. To však neznamená, že v skutočnosti máte 4 jadrá procesora.

Stáva sa to preto, že systém Windows si myslí, že každé jadro má dva logické procesory. Pojem „logický procesor“ znie vtipne, no znamená procesor, ktorý fyzicky neexistuje. Systém Windows môže posielať toky údajov každému logickému procesoru, ale v skutočnosti to robí iba jedno jadro. Preto sa jedno jadro s technológiou Hyper Threading výrazne líši od samostatných fyzických jadier.

Technológia Hyper Threading vyžaduje podporu nasledujúceho hardvéru a softvéru:

• CPU
• Čipová súprava základnej dosky
• operačný systém

Výhody technológie

Teraz sa zamyslime nad nasledujúcou otázkou: o koľko zvyšuje technológia Hyper Threading výkon počítača? Pri každodenných úlohách, ako je surfovanie na internete a písanie, nie sú výhody technológie také zrejmé. Majte však na pamäti, že dnešné procesory sú také výkonné, že každodenné úlohy zriedkakedy využívajú procesor naplno. Okrem toho veľa závisí aj od toho, ako je softvér napísaný. Môžete mať spustených viacero programov naraz, ale ak sa pozriete na graf zaťaženia, uvidíte, že sa používa iba jeden logický procesor na jadro. Stáva sa to preto, že softvér nepodporuje distribúciu procesov medzi jadrami.

Pre zložitejšie úlohy však môže byť užitočnejšia funkcia Hyper Threading. Aplikácie, ako sú programy na 3D modelovanie, 3D hry, programy na kódovanie/dekódovanie hudby alebo videa a mnohé vedecké aplikácie sú napísané tak, aby plne využívali výhody multithreadingu. Pri hraní náročných hier, počúvaní hudby alebo sledovaní filmov tak môžete zažiť výhody výkonu počítača s podporou Hyper Threading. Nárast výkonu môže dosiahnuť až 30 %, aj keď môžu nastať situácie, kedy Hyper Threading neposkytuje žiadnu výhodu. Niekedy, ak obe vlákna načítajú všetky jednotky vykonávania procesora rovnakými úlohami, možno dokonca pozorovať mierny pokles výkonu.

Keď sa vrátime k prítomnosti zodpovedajúcej možnosti v nastavení systému BIOS, ktorá vám umožňuje nastaviť parametre Hyper Threading, vo väčšine prípadov sa odporúča povoliť túto funkciu. Vždy ho však môžete zakázať, ak sa ukáže, že váš počítač beží s chybami alebo má dokonca nižší výkon, ako ste očakávali.

Záver

Keďže maximálny nárast výkonu pri použití Hyper Threading je 30 %, nedá sa povedať, že by sa technológia rovnala zdvojnásobeniu počtu jadier procesora. Hyper Threading je však užitočná možnosť a ako vlastníka počítača vám neublíži. Jeho prínos je badateľný najmä vtedy, keď napríklad upravujete multimediálne súbory alebo používate počítač ako pracovnú stanicu pre profesionálne programy ako Photoshop alebo Maya.

15.03.2013

Technológia Hyper-Threading sa objavila v procesoroch Intel, strašidelne povedané, pred viac ako 10 rokmi. A v súčasnosti je dôležitým prvkom procesorov Core. Otázka potreby HT v hrách však stále nie je úplne jasná. Rozhodli sme sa vykonať test, aby sme pochopili, či hráči potrebujú Core i7, alebo či je lepší Core i5. A tiež zistite, o koľko je Core i3 lepšie ako Pentium.

Technológia Hyper-Threading, vyvinutá spoločnosťou Intel a používaná výhradne v procesoroch spoločnosti, počnúc pamätným Pentiom 4, je v súčasnosti niečo, čo sa považuje za samozrejmosť. Je ním vybavený značný počet procesorov súčasnej a predchádzajúcich generácií. Bude sa používať v blízkej budúcnosti.

A treba uznať, že technológia Hyper-Threading je užitočná a má pozitívny vplyv na výkon, inak by ju Intel nepoužil na umiestnenie svojich procesorov do radu. A nie ako sekundárny prvok, ale jeden z najdôležitejších, ak nie najdôležitejší. Aby bolo jasné, o čom hovoríme, pripravili sme tabuľku, ktorá uľahčuje vyhodnotenie princípu segmentácie procesorov Intel.

Ako vidíte, medzi Pentiom a Core i3, ako aj medzi Core i5 a Core i7 je veľmi málo rozdielov. V skutočnosti sa modely i3 a i7 líšia od Pentia a i5 len veľkosťou vyrovnávacej pamäte tretej úrovne na jadro (samozrejme nepočítajúc taktovaciu frekvenciu). Prvý pár má 1,5 megabajtu a druhý pár má 2 megabajty. Tento rozdiel nemôže zásadne ovplyvniť výkon procesorov, keďže rozdiel vo veľkosti vyrovnávacej pamäte je veľmi malý. Preto Core i3 a Core i7 dostali podporu pre technológiu Hyper-Threading, ktorá je hlavným prvkom, ktorý týmto procesorom umožňuje mať výkonnostnú výhodu oproti Pentiu, respektíve Core i5.

V dôsledku toho o niečo väčšia vyrovnávacia pamäť a podpora Hyper-Threading umožní výrazne vyššie ceny procesorov. Napríklad procesory radu Pentium (asi 10 000 tenge) sú približne dvakrát lacnejšie ako Core i3 (asi 20 000 tenge), a to aj napriek tomu, že fyzicky sú na hardvérovej úrovni úplne totožné, a teda , majú rovnakú cenu. Cenový rozdiel medzi Core i5 (asi 30 tisíc tenge) a Core i7 (asi 50 tisíc tenge) je tiež veľmi veľký, aj keď v mladších modeloch menej ako dvojnásobný.

Ako oprávnené je toto zvýšenie ceny? Aký skutočný zisk prináša Hyper-Threading? Odpoveď je už dávno známa: nárast sa líši, všetko závisí od aplikácie a jej optimalizácie. Rozhodli sme sa overiť, čo dokáže HT v hrách, ako jednej z najnáročnejších aplikácií „do domácnosti“. Tento test bude navyše výborným doplnkom k nášmu predchádzajúcemu materiálu o vplyve počtu jadier v procesore na herný výkon.

Skôr než prejdeme k testom, pripomeňme si (alebo zistime), čo je technológia Hyper-Threading. Ako povedal sám Intel pri predstavovaní tejto technológie pred mnohými rokmi, nie je na tom nič zvlášť zložité. V skutočnosti všetko, čo je potrebné na zavedenie HT na fyzickej úrovni, je pridať nie jednu sadu registrov a radič prerušenia k jednému fyzickému jadru, ale dva. V procesoroch Pentium 4 tieto dodatočné prvky zvýšili počet tranzistorov len o päť percent. V moderných jadrách Ivy Bridge (rovnako ako Sandy Bridge a budúci Haswell) dodatočné prvky ani pre štyri jadrá nezvýšia matricu ani o 1 percento.

Dodatočné registre a radič prerušení spolu so softvérovou podporou umožňujú operačnému systému vidieť nie jedno fyzické jadro, ale dve logické. Spracovanie údajov z dvoch tokov, ktoré systém odosiela, sa zároveň stále vyskytuje na rovnakom jadre, ale s niektorými funkciami. Jedno vlákno má stále k dispozícii celý procesor, no akonáhle sa niektoré bloky CPU uvoľnia a sú nečinné, sú okamžite odovzdané druhému vláknu. Vďaka tomu bolo možné využívať všetky bloky procesora súčasne, a tým zvýšiť jeho efektivitu. Ako uviedol samotný Intel, nárast výkonu za ideálnych podmienok môže dosiahnuť až 30 percent. Je pravda, že tieto ukazovatele platia iba pre Pentium 4 s veľmi dlhým reťazcom moderných procesorov, ktoré ťažia z HT menej.

Ale nie vždy sú ideálne podmienky pre Hyper-Threading. A čo je najdôležitejšie, najhorším výsledkom HT nie je chýbajúci nárast výkonu, ale jeho pokles. To znamená, že za určitých podmienok výkon procesora s HT klesne v porovnaní s procesorom bez HT v dôsledku skutočnosti, že režijné náklady na delenie vlákien a organizáciu fronty výrazne prevýšia zisk z výpočtu paralelných vlákien, čo je možné. v tomto konkrétnom prípade. A takéto prípady sa vyskytujú oveľa častejšie, ako by si Intel prial. Navyše mnoho rokov používania Hyper-Threading situáciu nezlepšilo. To platí najmä pre hry, ktoré sú veľmi zložité a vôbec nie štandardné z hľadiska výpočtu dát a aplikácií.

Aby sme zistili vplyv Hyper-Threadingu na herný výkon, opäť sme použili náš dlhodobo trpiaci testovací procesor Core i7-2700K a simulovali sme štyri procesory naraz vypnutím jadier a zapnutím/vypnutím HT. Bežne sa môžu nazývať Pentium (2 jadrá, HT vypnuté), Core i3 (2 jadrá, HT povolené), Core i5 (4 jadrá, HT vypnuté) a Core i7 (4 jadrá, HT povolené). Prečo podmienené? V prvom rade preto, že podľa niektorých vlastností nezodpovedajú skutočným produktom. Najmä deaktivácia jadier nevedie k zodpovedajúcemu zníženiu objemu vyrovnávacej pamäte tretej úrovne - jej objem pre všetky je 8 megabajtov. A okrem toho všetky naše „podmienené“ procesory pracujú na rovnakej frekvencii 3,5 gigahertzov, čo ešte nedosiahli všetky procesory radu Intel.

To je však ešte k lepšiemu, keďže vďaka neustálej zmene všetkých dôležitých parametrov budeme môcť bez výhrad zistiť skutočný vplyv Hyper-Threadingu na herný výkon. A percentuálny rozdiel vo výkone medzi naším „podmieneným“ Pentiom a Core i3 bude blízko rozdielu medzi skutočnými procesormi za predpokladu, že frekvencie budú rovnaké. Tiež by nemalo byť mätúce, že používame procesor s architektúrou Sandy Bridge, keďže naše testy účinnosti, o ktorých si môžete prečítať v článku „Holý výkon – Skúmanie účinnosti ALU a FPU“, ukázali, že vplyv Hyper- Vlákno v najnovších generáciách procesorov Core zostáva nezmenené. S najväčšou pravdepodobnosťou bude tento materiál relevantný aj pre nadchádzajúce procesory Haswell.

Zdá sa, že všetky otázky týkajúce sa metodiky testovania, ako aj prevádzkových funkcií technológie Hyper-Threading, boli prediskutované, a preto je čas prejsť na to najzaujímavejšie - testy.

Dokonca aj v teste, v ktorom sme študovali vplyv počtu jadier procesora na herný výkon, sme zistili, že 3DMark 11 je úplne uvoľnený, pokiaľ ide o výkon procesora, funguje perfektne aj na jednom jadre. Hyper-Threading mal rovnaký „silný“ vplyv. Ako môžete vidieť, test nezaznamenal žiadne rozdiely medzi Pentiom a Core i7, nehovoriac o stredne pokročilých modeloch.

Metro 2033

Metro 2033 si však jasne všimlo vzhľad Hyper-Threading. A ona naň reagovala negatívne! Áno, je to tak: povolenie HT v tejto hre má negatívny vplyv na výkon. Samozrejme, malý vplyv - 0,5 snímky za sekundu so štyrmi fyzickými jadrami a 0,7 s dvoma. Táto skutočnosť však dáva všetky dôvody povedať, že Metro 2033 Pentium je rýchlejšie ako Core i3 a Core i5 je lepšie ako Core i7. To je potvrdením faktu, že Hyper-Threading nepreukazuje svoju účinnosť vždy a nie všade.

Crysis 2

Táto hra priniesla veľmi zaujímavé výsledky. V prvom rade podotýkame, že vplyv Hyper-Threadingu je jasne viditeľný pri dvojjadrových procesoroch – Core i3 predstihuje Pentium o takmer 9 percent, čo je na túto hru dosť veľa. Víťazstvo pre HT a Intel? Nie naozaj, pretože Core i7 nevykazoval žiadny zisk v porovnaní s výrazne lacnejším Core i5. Má to však rozumné vysvetlenie – Crysis 2 nedokáže využívať viac ako štyri dátové toky. Z tohto dôvodu vidíme dobrý nárast dvojjadra s HT - stále sú štyri vlákna, aj keď logické, lepšie ako dve. Na druhej strane nebolo kam dať ďalšie vlákna Core i7 štyri fyzické jadrá boli celkom dosť. Takže na základe výsledkov tohto testu môžeme zaznamenať pozitívny vplyv HT v Core i3, ktorý je tu výrazne lepší ako Pentium. Medzi štvorjadrovými procesormi sa ale Core i5 opäť javí ako rozumnejšie riešenie.

Battlefield 3

Výsledky sú tu veľmi zvláštne. Ak v teste na počet jadier bol battlefield príkladom mikroskopického, ale lineárneho nárastu, potom zahrnutie Hyper-Threadingu vnieslo do výsledkov chaos. V podstate môžeme konštatovať, že Core i3 so svojimi dvoma jadrami a HT dopadol najlepšie zo všetkých, dokonca pred Core i5 a Core i7. Je to, samozrejme, zvláštne, ale zároveň boli Core i5 a Core i7 opäť na rovnakej úrovni. Čo to vysvetľuje, nie je jasné. S najväčšou pravdepodobnosťou tu zohrala úlohu testovacia metodika v tejto hre, ktorá dáva väčšie chyby ako štandardné benchmarky.

V poslednom teste sa F1 2011 ukázala ako jedna z hier, ktorá je veľmi kritická k počtu jadier a v tomto teste opäť prekvapila výborným vplyvom technológie Hyper-Threading na výkon. A opäť, ako v Crysis 2, zahrnutie HT fungovalo veľmi dobre na dvojjadrových procesoroch. Pozrite sa na rozdiel medzi naším podmieneným Core i3 a Pentiom – je viac ako dvojnásobný! Je jasne vidieť, že hre veľmi chýbajú dve jadrá a zároveň je jej kód tak dobre paralelizovaný, že efekt je úžasný. Na druhej strane sa nemôžete hádať so štyrmi fyzickými jadrami - Core i5 je výrazne rýchlejší ako Core i3. Ale Core i7, opäť, ako v predchádzajúcich hrách, neukázalo nič vynikajúce v porovnaní s Core i5. Dôvod je rovnaký – hra nedokáže využívať viac ako 4 vlákna a réžia behu HT znižuje výkon Core i7 pod úroveň Core i5.

Starý bojovník nepotrebuje Hyper-Threading o nič viac ako ježko tričko – jeho vplyv nie je v žiadnom prípade taký zreteľný ako v F1 2011 alebo Crysis 2. Stále však upozorňujeme, že zapnutie HT na dvojjadrovom procesore priniesol 1 rám navyše. To určite nestačí povedať, že Core i3 je lepšie ako Pentium. Prinajmenšom toto zlepšenie zjavne nezodpovedá rozdielu v cene týchto procesorov. A to ani nestojí za zmienku o cenovom rozdiele medzi Core i5 a Core i7, pretože procesor bez podpory HT sa opäť ukázal byť rýchlejší. A citeľne rýchlejšie – o 7 percent. Čokoľvek si človek môže povedať, opäť konštatujeme fakt, že štyri vlákna sú pre túto hru maximum, a preto HyperThreading v tomto prípade Core i7 nepomáha, ale bráni.

Technológia Hyper-Threading (HT, hyperthreading) sa prvýkrát objavila pred 15 rokmi - v roku 2002 v procesoroch Pentium 4 a Xeon a odvtedy sa objavila v procesoroch Intel (v rade Core i, niektorých Atomoch a nedávno aj v Pentiách), potom zmizol (jeho podpora nebola v radoch Core 2 Duo a Quad). A počas tejto doby nadobudol mýtické vlastnosti - hovoria, že jeho prítomnosť takmer zdvojnásobuje výkon procesora a mení slabé i3 na výkonné i5. Iní zároveň hovoria, že HT je bežný marketingový trik a je málo užitočný. Pravda je, ako obvykle, uprostred – miestami to má zmysel, no dvojnásobný nárast určite nečakajte.

Technický popis technológie

Začnime s definíciou uvedenou na webovej stránke Intel:

Technológia Intel® Hyper-Threading (Intel® HT) umožňuje efektívnejšie využitie zdrojov procesora tým, že na každom jadre môže bežať viacero vlákien. Čo sa týka výkonu, táto technológia zvyšuje priepustnosť procesorov, čím zlepšuje celkový výkon viacvláknových aplikácií.

Vo všeobecnosti je jasné, že nič nie je jasné - len všeobecné frázy, ale stručne popisujú technológiu - HT umožňuje jednému fyzickému jadru súčasne spracovávať niekoľko (zvyčajne dve) logických vlákien. Ale ako? Procesor podporujúci hyperthreading:

• môže ukladať informácie o niekoľkých spustených vláknach naraz;
• obsahuje jednu sadu registrov (čiže bloky rýchlej pamäte vo vnútri procesora) a jeden radič prerušenia (čiže vstavanú procesorovú jednotku zodpovednú za schopnosť sekvenčne spracovávať požiadavky na výskyt akejkoľvek udalosti, ktorá si vyžaduje okamžitú pozornosť od rôzne zariadenia) pre každý logický CPU.

Pozrime sa na jednoduchý príklad:

Povedzme, že procesor má dve úlohy. Ak má procesor jedno jadro, tak ich vykoná postupne, ak dve, tak paralelne na dvoch jadrách a čas vykonania oboch úloh sa bude rovnať času strávenému na ťažšej úlohe. Čo ak je však procesor jednojadrový, no podporuje hyperthreading? Ako môžete vidieť na obrázku vyššie, pri vykonávaní jednej úlohy nie je procesor 100% vyťažený – niektoré bloky procesora jednoducho nie sú v tejto úlohe potrebné, niekde robí modul predikcie vetvy chybu (čo je potrebné na predpovedanie, či v programe sa vykoná podmienená vetva), niekde sa vyskytla chyba prístupu do vyrovnávacej pamäte - vo všeobecnosti je procesor pri vykonávaní úlohy zriedkakedy vyťažený na viac ako 70 %. A technológia HT len „strčí“ druhú úlohu do neobsadených blokov procesora a ukazuje sa, že na jednom jadre sú súčasne spracovávané dve úlohy. K zdvojnásobeniu výkonu však nedochádza z pochopiteľných dôvodov – veľmi často sa ukáže, že dve úlohy potrebujú rovnakú výpočtovú jednotku v procesore, a potom vidíme jednoduchú: zatiaľ čo jedna úloha sa spracováva, vykoná sa druhá jednoducho v tomto čase sa zastaví (modré štvorce - prvá úloha, zelené - druhá, červená - úlohy pristupujúce k rovnakému bloku v procesore):

Výsledkom je, že čas strávený procesorom s HT na dvoch úlohách je dlhší ako čas potrebný na výpočet najťažšej úlohy, ale kratší ako čas potrebný na sekvenčné vyhodnotenie oboch úloh.

Výhody a nevýhody technológie

Ak vezmeme do úvahy skutočnosť, že procesorová matrica s podporou HT je fyzicky väčšia ako matrica procesora bez HT v priemere o 5% (toľko zaberajú dodatočné registrové bloky a radiče prerušení), a podpora HT umožňuje načítať procesor o 90-95%, potom v porovnaní so 70% bez HT dostaneme, že nárast bude v najlepšom prípade 20-30% - toto číslo je dosť veľké.

Nie všetko je však také dobré: stáva sa, že z HT nie je vôbec žiadny nárast výkonu a dokonca sa stáva, že HT zhoršuje výkon procesora. Stáva sa to z mnohých dôvodov:

• Nedostatok vyrovnávacej pamäte. Napríklad moderné štvorjadrové i5 majú 6 MB vyrovnávacej pamäte L3 – 1,5 MB na jadro. V štvorjadrových i7 s HT je cache už 8 MB, ale keďže je tam 8 logických jadier, dostaneme len 1 MB na jadro - pri výpočtoch niektoré programy nemusia mať dostatok tohto objemu, čo vedie k poklesu v výkon.
• Nedostatok optimalizácie softvéru. Najzákladnejším problémom je, že programy považujú logické jadrá za fyzické, a preto pri paralelnom vykonávaní úloh na jednom jadre často dochádza k oneskoreniam kvôli úlohám pristupujúcim k rovnakej výpočtovej jednotke, čo v konečnom dôsledku znižuje výkonový zisk z HT na nič.
• Závislosť na údajoch. Z predchádzajúceho bodu vyplýva – na splnenie jednej úlohy je potrebný výsledok ďalšej, ktorá však ešte nebola dokončená. A opäť sa dostávame k výpadkom, zníženiu záťaže CPU a malému nárastu od HT.

Programy, ktoré dokážu pracovať s hyperthreadingom

Existuje veľa z nich, pretože pre výpočty HT je to mana z neba - odvod tepla sa prakticky nezvýši, procesor sa nezväčší a pri správnej optimalizácii môžete dosiahnuť zvýšenie až o 30%. Preto bola jeho podpora rýchlo implementovaná v tých programoch, kde je ľahké paralelizovať záťaž - v archivátoroch (WinRar), programoch na 2D/3D modelovanie (3ds Max, Maya), programoch na spracovanie fotografií a videa (Sony Vegas, Photoshop, Corel Draw).

Programy, ktoré nefungujú dobre s hyperthreadingom

Tradične ide o väčšinu hier - zvyčajne je ťažké ich kompetentne paralelizovať, takže štyri fyzické jadrá na vysokých frekvenciách (i5 K-séria) často stačia na hry, ktorých paralelizácia s 8 logickými jadrami v i7 je nemožná úloha. Za zváženie však stojí aj to, že existujú procesy na pozadí a ak procesor nepodporuje HT, tak ich spracovanie padá na fyzické jadrá, čo môže hru spomaliť. Tu vyhráva i7 s HT - všetky úlohy na pozadí majú tradične nižšiu prioritu, takže keď beží súčasne na jednom fyzickom jadre hry a úlohe na pozadí, hra dostane zvýšenú prioritu a úloha na pozadí nebude „rozptyľovať“ jadrá. zaneprázdnený hrou - preto Na streamovanie alebo nahrávanie hier je lepšie vziať si i7 s hyperthreadingom.

Výsledky

Snáď tu ostáva len jedna otázka – má zmysel brať procesory s HT alebo nie? Ak chcete mať otvorených päť programov súčasne a hrať hry súčasne, alebo sa zaoberáte spracovaním fotografií, videami alebo modelovaním - áno, samozrejme, stojí za to. A ak ste zvyknutí zavrieť všetky ostatné pred spustením ťažkého programu a neflákate sa na spracovanie alebo modelovanie, tak je vám procesor s HT nanič.

Jeden z najdôležitejších prvkov pri umiestňovaní procesorov Intel vo vnútri vládcov je technológia Hyper-Threading. Alebo skôr jeho absencia v procesore, alebo jeho prítomnosť. Za čo je táto technológia zodpovedná? Intel Hyper-Threading, je technológia na efektívne využitie zdrojov procesorového jadra (CPU), ktorá umožňuje súčasné spracovanie viacerých vlákien na jednom jadre.

Skúsme si uviesť príklad podobného systému zo života. Predstavte si hraničný priechod s kontrolou každého auta, veľa colníkov a jeden príjazdový pruh pre autá. Hromadí sa dopravná zápcha a proces sa sám od seba spomaľuje, a to aj bez ohľadu na rýchlosť práce zamestnancov. A vzhľadom na to, že je tam len jeden jazdný pruh, polovica zamestnancov sa jednoducho nudí. A potom sa zrazu otvorí ďalší pruh pre vozidlá a autá sa začnú približovať v dvoch prúdoch. Rýchlosť práce sa zvyšuje, slobodní zamestnanci začínajú pracovať a dopravná zápcha tých, ktorí chcú prekročiť hranice, sa výrazne zmenšuje. Výsledkom bolo, že bez zvýšenia veľkosti colníc a počtu zamestnancov sa zvýšila priepustnosť a efektívnosť jedného pracovného miesta.

Aj najvýkonnejšie jadro procesora musí prijímať informácie bezodkladne, aby ich mohlo rýchlo spracovať. Akonáhle sa na vstupe vytvorí „dopravná zápcha“, procesor začne nečinne čakať na spracovanie tej či onej informácie.

Aby sa tomu zabránilo, technológia sa objavila už v roku 2002 Hyper-Threading, ktorý simuloval vzhľad druhého jadra v systéme, vďaka čomu sa kapacita jadra naplnila rýchlejšie.

Ako ukázala prax, málokto vie, ako technológia v skutočnosti funguje Intel Hyper-Threading. Väčšina ľudí si je istá, že v ich procesore jednoducho žije niekoľko ďalších virtuálnych jadier. Ale v skutočnosti sa počet jadier nemení, mení sa počet vlákien, a to je kriticky dôležité. Ide len o to, že každé jadro má ďalší vstupný/výstupný kanál. Nižšie je video, ako to v skutočnosti funguje.

Ako funguje technológia HT a odkiaľ prichádzajú ďalšie streamy? V skutočnosti je všetko celkom jednoduché. Na implementáciu tejto technológie je do každého jadra pridaný jeden radič a sada registrov. Akonáhle je teda dátový tok väčší ako kapacita jedného kanála, pripojí sa druhý kanál. Tým sa eliminuje čas nečinnosti nevyužitých blokov procesora.

V ére jednojadrových procesorov (Intel Pentium 4) sa HT technológia stala spásou pre tých, ktorí si nemohli kúpiť drahší procesor (Pentium D). Ale dnes sú známe prípady zníženého výkonu pri aktivácii HT. Prečo sa to deje? Je to celkom jednoduché. Paralelizácia údajov a správne spracovanie procesu tiež vyžaduje určitý výkon procesora. A akonáhle je k dispozícii dostatok fyzických jadier na spracovanie informácií bez nečinných blokov, výkon mierne klesá kvôli zdrojom vybraným technológiou HT. Najhorším scenárom pre Hyper-Threading preto nie je nedostatočné zvýšenie výkonu, ale zníženie výkonu. Ale v praxi sa to stáva veľmi zriedka.

S vydaním osemtisícového radu procesorov Intel Core sa táto otázka stala obzvlášť aktuálnou - je to potrebné? Hyper-Threading vôbec? Veď aj procesory Core i5 majú plných šesť jadier. Ak nehovoríme o profesionálnych aplikáciách na grafické spracovanie, rendering atď., potom je tu možnosť, že šesť fyzických jadier bude stačiť na všetky kancelárske aplikácie a hry. Preto, ak sa pôvodne verilo, že technológia HT pridáva procesoru až 30% výkonu, teraz to nie je axióma a všetko bude závisieť od vášho štýlu práce na počítači a od sady nástrojov, ktoré používate.

Samozrejme, text by bol bez testovania neúplný. Preto zoberieme procesory, ktoré máme Intel Core i7 8700K A 7700 tis a skontrolujte výkon procesorov s aktivovaným Hyper-Threading a deaktivovaný. Na základe výsledkov testovania sa ukáže, v ktorých aplikáciách virtuálne jadrá pridávajú výkon a v ktorých zostávajú nepovšimnuté.

Populárny 3DMark nereaguje obzvlášť pohotovo na nárast jadier a vlákien. Existuje nárast, ale je nevýznamný.

V rôznych typoch výpočtov a spracovania vždy vládli jadrá a vlákna. Tu je Hyper-Threading jednoducho potrebný;

V hrách je situácia jednoduchšia. Vo väčšine prípadov zvýšenie počtu vlákien neprináša výsledky, t.j. Na hry stačia 4 fyzické jadrá a vo väčšine prípadov aj menej. Jedinou výnimkou bolo GTA5, ktoré veľmi dobre zareagovalo na vypnutie HT a pridalo 7% výkonu a to len na šesťjadrovom 8700K procesore. Vypnutie multithreadingu na 7700K neprinieslo žiadne výsledky. Testy sme spustili niekoľkokrát a výsledky sa nezmenili. Ale to je skôr výnimka z pravidla. Všetky testované hry sa bez problémov uspokoja so štyrmi jadrami.

Jedným z najdôležitejších prvkov pri umiestňovaní procesorov Intel v rámci liniek je technológia Hyper-Threading. Alebo skôr jeho absencia v procesore, alebo jeho prítomnosť. Za čo je táto technológia zodpovedná? Intel Hyper-Threading je technológia na efektívne využitie zdrojov procesorového jadra (CPU), ktorá umožňuje súčasné spracovanie viacerých vlákien na jadro. Skúsme si uviesť príklad podobného systému zo života. Predstavte si hraničný priechod s kontrolou každého auta, veľa colníkov a jeden príjazdový pruh pre autá. Hromadí sa dopravná zápcha a proces sa sám od seba spomaľuje, a to aj bez ohľadu na rýchlosť práce zamestnancov. A vzhľadom na to, že je tam len jeden jazdný pruh, polovica zamestnancov sa jednoducho nudí. A potom sa zrazu otvorí ďalší pruh pre vozidlá a autá sa začnú približovať v dvoch prúdoch. Rýchlosť práce sa zvyšuje, slobodní zamestnanci začínajú pracovať a dopravná zápcha tých, ktorí chcú prekročiť hranice, sa výrazne zmenšuje. Výsledkom bolo, že bez zvýšenia veľkosti colníc a počtu zamestnancov sa zvýšila priepustnosť a efektívnosť jedného pracovného miesta. Aj najvýkonnejšie jadro procesora musí prijímať informácie bezodkladne, aby ich mohlo rýchlo spracovať. Akonáhle sa na vstupe vytvorí „dopravná zápcha“, procesor začne nečinne čakať na spracovanie tej či onej informácie. Aby sa tomu zabránilo, už v roku 2002 sa objavila technológia Hyper-Threading, ktorá simulovala vzhľad druhého jadra v systéme, vďaka čomu sa kapacita jadra naplnila rýchlejšie. Ako ukázala prax, málokto vie, ako technológia Intel Hyper-Threading vlastne funguje. Väčšina ľudí si je istá, že v ich procesore jednoducho žije niekoľko ďalších virtuálnych jadier. Ale v skutočnosti sa počet jadier nemení, mení sa počet vlákien, a to je kriticky dôležité. Ide len o to, že každé jadro má ďalší vstupný/výstupný kanál. Nižšie je video, ako to v skutočnosti funguje. Ako funguje technológia HT a odkiaľ prichádzajú ďalšie streamy? V skutočnosti je všetko celkom jednoduché. Na implementáciu tejto technológie je do každého jadra pridaný jeden radič a sada registrov. Akonáhle je teda dátový tok väčší ako kapacita jedného kanála, pripojí sa druhý kanál. Tým sa eliminuje čas nečinnosti nevyužitých blokov procesora. V ére jednojadrových procesorov (Intel Pentium 4) sa HT technológia stala spásou pre tých, ktorí si nemohli kúpiť drahší procesor (Pentium D). Ale dnes sú známe prípady zníženého výkonu pri aktivácii HT. Prečo sa to deje? Je to celkom jednoduché. Paralelizácia údajov a správne spracovanie procesu tiež vyžaduje určitý výkon procesora. A akonáhle je k dispozícii dostatok fyzických jadier na spracovanie informácií bez nečinných blokov, výkon mierne klesá kvôli zdrojom vybraným technológiou HT. Najhorším scenárom pre Hyper-Threading preto nie je nedostatočné zvýšenie výkonu, ale zníženie výkonu. Ale v praxi sa to stáva veľmi zriedka. S vydaním osemtisícového radu procesorov Intel Core sa táto otázka stala obzvlášť aktuálnou - je Hyper-Threading vôbec potrebný? Veď aj procesory Core i5 majú plných šesť jadier. Ak nehovoríme o profesionálnych aplikáciách na grafické spracovanie, rendering atď., potom je tu možnosť, že šesť fyzických jadier bude stačiť na všetky kancelárske aplikácie a hry. Preto, ak sa pôvodne verilo, že technológia HT pridáva procesoru až 30% výkonu, teraz to nie je axióma a všetko bude závisieť od vášho štýlu práce na počítači a od sady nástrojov, ktoré používate. Samozrejme, text bude...