Что такое гиперпоточность?

Основная идея гиперпоточности заключается в том, чтобы иметь возможность обрабатывать несколько потоков одновременно на одном микропроцессоре. Если раньше на один процессор мог приходиться только один поток, то теперь технология гиперпоточности Intel позволяет разделить процессор на два логических, виртуальных ядра, которые обрабатывают гиперпотоки одновременно. О том, как гиперпоточность может повысить производительность процессора, вы можете узнать здесь.

Что означает гиперпоточность?

То, что может показаться научной фантастикой, является не более чем старой мудростью о том, что четыре руки могут сделать больше, чем две: гиперпоточность. Метод гиперпоточности Intel берет свое начало в серверном секторе, где для повышения производительности компьютера обычно одновременно используется несколько физических процессоров. С другой стороны, при использовании гиперпоточности имеется только один физический процессор, но он ведет себя как два процессора. Это возможно благодаря тому, что процессор делится на два виртуальных ядра — также известных как ядро — которые параллельно обрабатывают потоки. Это позволяет одновременно обрабатывать несколько очередей команд в качестве гиперпотока, разделять процессы между виртуальными ядрами и повышать загрузку процессора.

Определение

Гиперпоточность: Гиперпоточность относится к технологии, изобретенной компанией Intel, с помощью которой физический микропроцессор ведет себя как два логических, виртуальных ядра. Это позволяет процессору обрабатывать несколько задач или несколько потоков одновременно. Гиперпоточность повышает производительность процессора и обеспечивает более эффективное использование компьютера.

Происхождение гиперпоточности

Своим появлением технология гиперпоточности (HT) обязана производителю процессоров и ЦП — компании Intel. Рядовые пользователи компьютеров пользуются гиперпоточностью Intel с 14 ноября 2002 года. Intel вывела свою технологию гиперпоточности на рынок с Pentium-4, включающим ядро Northwood-B. В последующих моделях, Pentium D и Core-2-Duo, Intel снова отказалась от гиперпоточности и вместо нее использовала двухъядерные основные процессоры.

Примечание

Если вы разбираетесь в процессорах и производительности CPU, то вы, несомненно, знакомы с двумя гигантами в производстве процессоров: Intel и AMD. Хотя технология гиперпоточности используется только в процессорах Intel, технологии одновременной многопоточности, очень похожие на гиперпоточность Intel, также встречаются в процессорах AMD, таких как серия Ryzen 5000.

Как работает технология гиперпоточности?

Принцип работы технологии hyperthreading был и остается прежде всего одним: инновационным. Она дает одному процессорному ядру возможность вести себя как два физических процессорных ядра и обрабатывать больше потоков, т.е. больше очередей инструкций, параллельно без простоя. Когда гиперпоточность включена, на каждое ядро процессора приходится два контекста выполнения. Ядро делится на два виртуальных, логических ядра, которые разделяют вычислительную мощность процессора. Гиперпоточность всегда применяется к каждому физическому ядру. Таким образом, если в процессоре десять ядер с включенной гиперпоточностью, десять физических ядер ведут себя как 20 виртуальных и обрабатывают еще больше потоков.

Как можно активировать гиперпоточность?

Если вы впервые слышите о гиперпоточности, то можете подумать, что эта технология должна быть у каждого процессора. К счастью, гиперпоточность активна по умолчанию в ядрах процессора, если они поддерживают HT. Тем не менее, гиперпоточность можно включать и выключать в BIOS в разделе «Hyper threading technology» через «Enable» и «Disable». В процессорах, не поддерживающих гиперпоточность, физическое ядро обрабатывает несколько логических процессов только последовательно, т.е. один за другим. Проверить, активна ли гиперпоточность или поддерживается ли она, можно в диспетчере устройств. Например, если у вас компьютер с двумя ядрами процессора, но в разделе «Процессоры» вы видите четыре процессора, значит, гиперпоточность активна.

Каковы преимущества гиперпоточности?

Вероятно, самым большим преимуществом гиперпоточности является то, что внедрение технологии гиперпоточности в микропроцессоры обходится дешевле, чем использование двух физических микропроцессоров. Однако, поскольку большинство компьютеров сегодня уже имеют многоядерные процессоры, это преимущество может быть использовано только в том случае, если процессоры с гиперпоточностью имеют такое же количество физических процессоров, как и машины, не поддерживающие гиперпоточность.

Фактическое преимущество гиперпоточности заключается в эффективном использовании ресурсов. Два виртуальных ядра в одном физическом ядре не означает, что все задачи выполняются с удвоенной скоростью. Однако вычислительная нагрузка для нескольких процессов может быть распределена не только последовательно, но и одновременно между виртуальными ядрами. Это позволяет избежать ненужных простоев, чтобы процессы выполнялись без разрывов. Потокам не нужно ждать, пока интенсивный в вычислениях поток обработается, а просто запустить его на втором ядре.

Совет

Чем больше, тем лучше — это особенно актуально для серверов, которым приходится справляться с большой рабочей нагрузкой. IONOS предлагает мощные серверы Intel, масштабируемые по мере необходимости, с поминутной тарификацией и круглосуточной поддержкой экспертов.

Многоядерные процессоры и виртуальные ядра: что имеет больше смысла?

Преимущество многоядерных процессоров заключается в том, что физическому ядру не нужно делиться своими ресурсами. Например, процессоры с десятью физическими ядрами, по сути, имеют преимущество перед пятью физическими ядрами с гиперпоточностью, поскольку каждое ядро может использовать все доступные ресурсы для обработки процессов. Виртуальные ядра, в свою очередь, используют ту же вычислительную мощность физических ядер для управления параллельными наборами регистров. В настоящее время имеет смысл работать с процессорами, имеющими как минимум два или более физических ядер.

Разница между многопоточностью и гиперпоточностью

На первый взгляд многопоточность и гиперпоточность очень похожи: Задача обоих — эффективно распределять и обрабатывать потоки в ядрах процессора. Однако гиперпоточность является подкатегорией многопоточности и также называется одновременной многопоточностью (SMT). Для понимания многопоточности важно знать, что потоки — это очереди инструкций, которые обрабатываются по-разному в зависимости от аппаратного и программного обеспечения.

Многопоточность означает, что несколько очередей инструкций обрабатываются одновременно. Однако если такие методы многопоточности, как многопоточность по событиям включения и многопоточность по временным срезам, называются псевдоодновременностью, поскольку потоки не выполняются одновременно, то одновременная многопоточность, то есть гиперпоточность, означает истинную одновременность обработки. Кроме того, гиперпоточность — это технология SMT с аппаратной поддержкой, в то время как многопоточность может поддерживаться исключительно программами и программным обеспечением.

Практические примеры применения гиперпоточности

Когда речь заходит о гиперпоточности, часто возникает вопрос, действительно ли эта функция имеет преимущества по сравнению с многоядерными процессорами без гиперпоточности. Ответ таков: это зависит от ситуации. Например, очень важно, какое оборудование имеется в наличии и для чего оно используется. Тот факт, что гиперпоточность позволяет оптимизировать обработку потоков за счет отдельных конвейеров и параллельных наборов регистров, неоспорим. Например, суперкомпьютер Cray MTA способен управлять впечатляющими 128 потоками с помощью только одного ядра процессора.

Гейминг, в частности, часто отмечается в связи с SMT или гиперпоточностью. Геймерам, в частности, требуется много вычислительной мощности, когда параллельно работают игры, музыка и, возможно, даже потоковая запись на Twitch. Вопрос о том, действительно ли гиперпоточность повышает производительность в играх, является спорным. Некоторые геймеры утверждают, что гиперпоточность замедляет производительность процессора, в то время как другие говорят, что гиперпоточность может быть полезна, когда игры поддерживают четыре или более ядер.

Заметка

Еще один способ максимально эффективного использования мощности компьютера — разгон процессора. Это означает намеренное увеличение рабочей частоты процессора выше рекомендуемой стандартной частоты для достижения большей производительности при более высокой частоте процессора. Однако здесь существует риск, что температура процессора повышается до такой степени, что аппаратное обеспечение может быть повреждено, если не улучшить соответствующим образом охлаждение.

  • Ноу-хау

    Оцените статью
    cdelat.ru
    Добавить комментарий