Ht texnologiyasi. Hyper threading nima va bu nima uchun

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XOZAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

Kompyuter arxitekturasi
6-Amaliy ish .

Bajardi:Abdujabborov Xasan

Tekshirdi:Axrorov Faxriddin

TOSHKENT 2022

Virtual yadrolar yoki Hyper-Threading
Reja:
Ht texnologiyasi. Hyper threading nima va bu nima uchun? Hyper Threading protsessorlari
Hyper-Threading texnologiyasi Intel protsessorlarida 10 yildan ko'proq vaqt oldin paydo bo'lgan deb aytish qo'rqinchli. Va hozirda u Core protsessorlarining muhim elementi hisoblanadi. Biroq, o'yinlarda HT zarurligi haqidagi savol hali ham to'liq tushunilmagan. Biz geymerlarga Core i7 kerakmi yoki Core i5 bilan ishlash yaxshiroqmi, degan test o‘tkazishga qaror qildik. Shuningdek, Core i3 Pentiumdan qanchalik yaxshiroq ekanligini bilib oling.

Intel tomonidan ishlab chiqilgan va mashhur Pentium 4 dan boshlab faqat kompaniya protsessorlarida qo'llaniladigan Hyper-Threading texnologiyasi endi oddiy narsadir. Hozirgi va oldingi avlod protsessorlarining katta qismi u bilan jihozlangan. U yaqin kelajakda ham qo'llaniladi.

Va shuni tan olishimiz kerakki, Hyper-Threading texnologiyasi foydali va unumdorlikka ijobiy ta'sir qiladi, aks holda Intel o'z protsessorlarini qatorga joylashtirish uchun undan foydalanmaydi. Va ikkinchi darajali element sifatida emas, balki eng muhimlaridan biri, eng muhimi. Nima haqida gapirayotganimizni tushunish uchun biz Intel protsessorlarini segmentatsiyalash tamoyilini baholashni osonlashtiradigan jadval tayyorladik.

Ko'rib turganingizdek, Pentium va Core i3 o'rtasida, shuningdek, Core i5 va Core i7 o'rtasida juda kam farqlar mavjud. Aslida, i3 va i7 modellari Pentium va i5 dan faqat bitta yadrodagi L3 kesh hajmida farq qiladi (albatta, soat chastotasini hisobga olmaganda). Birinchi juftlik 1,5 megabaytga, ikkinchisi esa 2 megabaytga ega. Bu farq protsessorlarning ishlashiga keskin ta'sir qila olmaydi, chunki kesh hajmidagi farq juda kichik. Shuning uchun Core i3 va Core i7 Hyper-Threading texnologiyasini qo'llab-quvvatladi, bu esa ushbu protsessorlarga tegishli ravishda Pentium va Core i5 ga nisbatan ishlash ustunligiga ega bo'lish imkonini beruvchi asosiy element hisoblanadi.

Natijada, biroz kattaroq kesh va Hyper-Threading qo'llab-quvvatlashi protsessorlar uchun narxlarni sezilarli darajada oshirish imkonini beradi. Masalan, Pentium liniyasi protsessorlari (taxminan 10 ming tenge) Core i3 (taxminan 20 ming tenge) dan ikki baravar arzonroq va jismonan, apparat darajasida ular mutlaqo bir xil bo'lishiga qaramay, va shunga mos ravishda, bir xil asosiy xarajat ... Core i5 (taxminan 30 ming tenge) va Core i7 (taxminan 50 ming tenge) o'rtasidagi narx farqi ham juda katta, garchi pastroq modellarda ikki baravar kam.

Narxlarning bunday o'sishi qanchalik asosli? Hyper-Threading-ning haqiqiy o'sishi qanday? Javob uzoq vaqtdan beri ma'lum: daromad boshqacha - barchasi dasturga va uni optimallashtirishga bog'liq. Biz eng talabchan "uy" ilovalaridan biri sifatida HT o'yinlarda nimani berishini sinab ko'rishga qaror qildik. Bundan tashqari, ushbu test protsessordagi yadrolar sonining o'yin samaradorligiga ta'siri haqidagi oldingi maqolamizga ajoyib qo'shimcha bo'ladi.

Sinovlarga o'tishdan oldin, Hyper-Threading texnologiyasi nima ekanligini eslaylik (yoki bilib olaylik). Intelning o'zi ta'kidlaganidek, tanishtirish bu texnologiya ko'p yillar oldin, bu borada ayniqsa murakkab narsa yo'q. Darhaqiqat, XTni jismoniy darajada joriy qilish uchun zarur bo'lgan narsa bitta jismoniy yadroga registrlar to'plami va uzilish boshqaruvchisini emas, balki ikkitasini qo'shishdir. Pentium 4 protsessorlarida bular qo'shimcha elementlar tranzistorlar sonini atigi besh foizga oshirdi. Zamonaviy Ivy Bridge yadrolarida (shuningdek, Sandy Bridge va kelajak Haswellda) hatto to'rtta yadro uchun qo'shimcha elementlar qolipni hatto 1 foizga oshirmaydi.

Qo'shimcha registrlar va uzilish tekshiruvi dasturiy ta'minotni qo'llab-quvvatlash bilan birgalikda operatsion tizimga bitta jismoniy yadroni emas, balki ikkita mantiqiy yadroni ko'rishga imkon beradi. Shu bilan birga, tizim tomonidan yuboriladigan ikkita oqimdan ma'lumotlarni qayta ishlash ham bir yadroda amalga oshiriladi, lekin ba'zi o'ziga xosliklarga ega. Butun protsessor ham bitta ipning ixtiyorida qoladi, lekin ba'zi protsessor bloklari bo'shab, ishlamay qolishi bilan ular darhol ikkinchi ipga beriladi. Buning yordamida bir vaqtning o'zida barcha protsessor bloklaridan foydalanish va shu bilan uning samaradorligini oshirish mumkin bo'ldi. Intelning o'ziga ko'ra, ideal sharoitlarda ishlash ko'rsatkichi 30 foizgacha bo'lishi mumkin. To'g'ri, bu ko'rsatkichlar faqat Pentium 4 uchun juda uzun quvur liniyasi uchun to'g'ri keladi, zamonaviy protsessorlar HTdan kamroq foyda ko'radi.

Ammo Hyper-Threading uchun ideal sharoitlar har doim ham shunday emas. Va eng muhimi, HT ishining eng yomon natijasi - unumdorlikning kamayishi emas, balki ishlashning pasayishi. Ya'ni, ma'lum sharoitlarda, HT bo'lmagan protsessorning ishlashi HT bo'lmagan protsessorga nisbatan pasayadi, chunki ipni ajratish va navbatga qo'yish uchun qo'shimcha xarajatlar parallel iplarni hisoblashdagi o'sishdan sezilarli darajada oshadi, bu mumkin bo'ladi. alohida holat. Va bunday holatlar Intel xohlaganidan ko'ra ko'proq uchraydi. Bundan tashqari, Hyper-Threading-dan ko'p yillar foydalanish vaziyatni yaxshilamadi. Bu, ayniqsa, ma'lumotlarni qayta ishlash, ilovalar nuqtai nazaridan juda murakkab va hech qanday standart bo'lmagan o'yinlar uchun to'g'ri keladi.
Hyper-Threading-ning o'yin samaradorligiga ta'sirini aniqlash uchun biz yana uzoq sabrli Core i7-2700K sinov protsessoridan foydalandik va yadrolarni o'chirib, HT-ni yoqish / o'chirish orqali bir vaqtning o'zida to'rtta protsessorni simulyatsiya qildik. An'anaviy ravishda ularni Pentium (2 yadroli, HT o'chirilgan), Core i3 (2 yadroli, HT yoqilgan), Core i5 (4 yadroli, HT o'chirilgan) va Core i7 (4 yadroli, HT yoqilgan) deb atash mumkin. Nega shartli? Avvalo, chunki ba'zi xususiyatlarga ko'ra ular haqiqiy mahsulotlarga mos kelmaydi. Xususan, yadrolarni o'chirib qo'yish uchinchi darajali kesh hajmining mos ravishda qisqarishiga olib kelmaydi - uning hajmi hamma uchun 8 megabaytni tashkil qiladi. Bundan tashqari, bizning barcha "shartli" protsessorlarimiz bir xil 3,5 gigagertsli chastotada ishlaydi, bu hali barcha Intel protsessorlari tomonidan erishilmagan.

Biroq, bu yaxshi tomonga, chunki hammaning o'zgarmasligi tufayli muhim parametrlar Biz Hyper-Threading-ning o'yin samaradorligiga haqiqiy ta'sirini hech qanday ogohlantirishsiz bilib olamiz. Va bizning "shartli" Pentium va Core i3 o'rtasidagi ishlashdagi foiz farqi, chastotalar teng bo'lsa, haqiqiy protsessorlar orasidagi farqga yaqin bo'ladi. Bundan tashqari, biz Sandy Bridge arxitekturasiga ega protsessordan foydalanayotganimiz chalkash bo'lmasligi kerak, chunki "Yalang'och ishlash - ALU va FPU samaradorligini tekshirish" maqolasida o'qishingiz mumkin bo'lgan samaradorlik testlarimiz Hyper-ning ta'sirini ko'rsatdi. Core protsessorlarining so'nggi avlodlarida o'zgarishsiz qolmoqda. Katta ehtimol bilan tegishli bu material yaqinlashib kelayotgan Haswell protsessorlari uchun ham bo'ladi.

Sinov metodologiyasiga oid barcha savollar, shuningdek, Hyper-Threading texnologiyasining ishlash xususiyatlari muhokama qilinganga o'xshaydi va shuning uchun eng qiziqarli - testlarga o'tish vaqti keldi.
Biz protsessor yadrolari sonining o'yin samaradorligiga ta'sirini o'rgangan testimizda ham, biz 3DMark 11 protsessor unumdorligi bo'yicha juda xotirjam ekanligini va hatto bitta yadroda ham mukammal ishlashini aniqladik. Hyper-Threading xuddi shunday "kuchli" ta'sirga ega edi. Ko'rib turganingizdek, test Pentium va Core i7 o'rtasidagi farqlarni mutlaqo sezmaydi, oraliq modellar ham.

Metro 2033
Ammo Metro 2033 Hyper-Threading ko'rinishini aniq sezdi. Va u unga salbiy munosabatda bo'ldi! Ha, to'g'ri: berilgan o'yinda HTni yoqish ishlashga salbiy ta'sir qiladi. Kichkina ta'sir, albatta - to'rtta jismoniy yadro bilan soniyasiga 0,5 kvadrat va ikkitasi bilan 0,7. Ammo bu fakt Metro 2033 da Pentium Core i3 dan tezroq, Core i5 esa Core i7 dan yaxshiroq deyishga barcha asoslar beradi. Bu Hyper-Threading o'z samaradorligini har doim va hamma joyda ko'rsatmasligining tasdig'idir.

Crysis 2
Bu o'yin juda qiziqarli natijalarni ko'rsatdi. Avvalo shuni ta'kidlaymizki, Hyper-Threading ta'siri ikki yadroli protsessorlarda yaqqol seziladi - Core i3 Pentium'dan deyarli 9 foizga o'zib ketdi, bu ushbu o'yin uchun juda ko'p. HT va Intel g'alaba qozonadimi? Haqiqatan ham emas, chunki Core i7 ancha arzonroq Core i5 dan hech qanday foyda ko'rmadi. Ammo buning oqilona tushuntirishi bor - Crysis 2 to'rttadan ortiq ma'lumot oqimidan foydalana olmaydi. Shu sababli, biz HT bilan ikki yadroli protsessorda yaxshi o'sishni ko'rmoqdamiz - to'rtta ip ikkitadan ko'ra mantiqiy bo'lsa ham yaxshiroq. Boshqa tomondan, qo'shimcha Core i7 iplarini olish uchun hech qanday joy yo'q edi, to'rtta jismoniy yadro etarli edi. Shunday qilib, ushbu test natijalariga ko'ra, biz Core i3-da HTning ijobiy ta'sirini qayd etishimiz mumkin, bu Pentium-dan sezilarli darajada yaxshi. Ammo to'rt yadroli protsessorlar orasida Core i5 yana oqilona echimga o'xshaydi.

Jang maydoni 3
Bu erda natijalar juda g'alati. Agar yadrolar soni bo'yicha testda jang maydoni mikroskopik, ammo chiziqli o'sish namunasi bo'lsa, Hyper-Threading-ning kiritilishi natijalarni buzdi. Aslida, shuni aytishimiz mumkinki, Core i3 ikkita yadroli va HT bilan, hatto Core i5 va Core i7 dan ham eng yaxshisi bo'lib chiqdi. Albatta, g'alati, lekin ayni paytda Core i5 va Core i7 yana bir xil darajada. Buni nima tushuntirishi aniq emas. Katta ehtimol bilan, ushbu o'yindagi sinov metodologiyasi bu erda rol o'ynadi, bu standart ko'rsatkichlarga qaraganda kattaroq xatolarga olib keladi.

Oxirgi sinovda F1 2011 yadrolar soniga nisbatan juda tanqidiy o'yinlardan biri bo'lib chiqdi va bunda Hyper-Threading texnologiyasining ishlashiga ajoyib ta'siri yana hayratda qoldi. Va yana, Crysis 2-da bo'lgani kabi, HT-ning kiritilishi ikki yadroli protsessorlarda o'zini juda yaxshi ko'rsatdi. Bizning an'anaviy Core i3 va Pentium o'rtasidagi farqni qarang - bu ikki baravar ko'p! Ko'rinib turibdiki, o'yinda ikkita yadro etishmayapti va shu bilan birga uning kodi shunchalik yaxshi parallellashtirilganki, effekt ajoyib. Boshqa tomondan, to'rtta jismoniy yadroga qarshi hech qanday zarba yo'q - Core i5 Core i3 dan sezilarli darajada tezroq. Ammo Core i7, avvalgi o'yinlarda bo'lgani kabi, Core i5 fonida ham ajoyib narsa ko'rsatmadi. Sababi bir xil - o'yin 4 dan ortiq ipdan foydalana olmaydi va HT ishining qo'shimcha xarajatlari Core i7 ning ish faoliyatini Core i5 darajasidan pastga tushiradi.

Qadimgi jangchiga Hyper-Threading kirpi futbolkasidan ko'ra ko'proq kerak emas - uning ta'siri F1 2011 yoki Crysis 2 dagi kabi sezilmaydi. Shu bilan birga, shuni ta'kidlaymizki, HTni ikki yadroli qurilmada yoqish. protsessor bitta qo'shimcha ramka olib keldi. Bu, albatta, Core i3 ni Pentium dan yaxshiroq deb aytish uchun etarli emas. Hech bo'lmaganda, bu yaxshilanish ushbu protsessorlar orasidagi narx farqiga aniq mos kelmaydi. Core i5 va Core i7 o'rtasidagi narx farqini eslashning hojati yo'q, chunki HT-ni qo'llab-quvvatlamaydigan protsessor yana tezroq bo'lib chiqdi. Va sezilarli darajada tezroq - 7 foizga. Nima bo'lishidan qat'iy nazar, biz yana shuni ta'kidlaymizki, to'rtta ip bu o'yin uchun maksimaldir, shuning uchun HyperThreading Ushbu holatda Core i7 ga yordam bermaydi, lekin aralashadi.
Agar siz BIOS sozlamalari tarkibini diqqat bilan ko'rib chiqsangiz, u erda CPU Hyper Threading Technology opsiyasini ko'rgan bo'lishingiz mumkin. Va siz Hyper Threading nima ekanligini (Hyper Threading Technology, rasmiy nomi Hyper Threading Technology, HTT) va bu variant nima uchun ekanligini qiziqtirgandirsiz.
Hyper Threading nisbatan yangi texnologiya Pentium arxitektura protsessorlari uchun Intel tomonidan ishlab chiqilgan. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, Hyper Threading texnologiyasidan foydalanish ko'p hollarda protsessor unumdorligini taxminan 20-30% ga oshirishga imkon berdi.
Bu erda kompyuterning markaziy protsessorining umuman qanday ishlashini esga olishingiz kerak. Kompyuterni yoqqaningizdan va undagi dasturni ishga tushirishingiz bilan protsessor undagi mashina kodi deb ataladigan ko'rsatmalarni o'qiy boshlaydi. Har bir ko'rsatmani navbatma-navbat o'qiydi va ularni birma-bir bajaradi.
Biroq, ko'pgina dasturlarda bir vaqtning o'zida bir nechta dasturiy jarayonlar mavjud. Bundan tashqari, zamonaviy operatsion tizimlar foydalanuvchiga bir nechtasiga ega bo'lish imkonini beradi ishlaydigan dasturlar... Va ular shunchaki yo'l qo'ymaydilar - aslida, operatsion tizimda bitta jarayon bajarilgan vaziyat bugungi kunda mutlaqo aqlga sig'maydi. Shu sababli, eski texnologiyalar bo'yicha ishlab chiqilgan protsessorlar bir vaqtning o'zida bir vaqtning o'zida bir nechta jarayonlarni qayta ishlashni talab qiladigan holatlarda past unumdorlikka ega edi.
Albatta, bu muammoni hal qilish uchun siz tizimga bir vaqtning o'zida bir nechta protsessorlarni yoki bir nechta jismoniy hisoblash yadrolaridan foydalanadigan protsessorlarni kiritishingiz mumkin. Ammo bunday yaxshilanish qimmat, texnik jihatdan qiyin va amaliy nuqtai nazardan har doim ham samarali emas.
Rivojlanish tarixi
Shu sababli, bitta jismoniy yadroda bir nechta jarayonlarni qayta ishlashga imkon beradigan texnologiyani yaratishga qaror qilindi. Bunday holda, dasturlar uchun masala tizimda bir vaqtning o'zida bir nechta protsessor yadrolari mavjud kabi ko'rinadi.
Hyper Threading texnologiyasini qo'llab-quvvatlash birinchi marta protsessorlarda 2002 yilda paydo bo'lgan. Bular Pentium 4 oilasining protsessorlari va soat tezligi 2 GGts dan yuqori bo'lgan Xeon server protsessorlari edi. Dastlab, texnologiya Jekson kod nomini oldi, ammo keyin uning nomi Hyper Threadingga o'zgartirildi, bu keng omma uchun tushunarliroq - bu taxminan "super iplik" deb tarjima qilinishi mumkin.
Shu bilan birga, Intel ma'lumotlariga ko'ra, Hyper Threading-ni qo'llab-quvvatlovchi protsessor matritsasining yuzasi uni qo'llab-quvvatlamaydigan oldingi modelga nisbatan atigi 5% ga oshdi va unumdorligi o'rtacha 20% ga oshdi.
Texnologiya umuman yaxshi ishlashiga qaramay, shunga qaramay, bir qator sabablarga ko'ra Intel korporatsiyasi Pentium 4 protsessorlarini almashtirgan Core 2 protsessorlarida Hyper Threading texnologiyasini o'chirishga qaror qildi.Biroq Hyper Threading keyinchalik Sandy Bridgeda yana paydo bo'ldi, Ayvi Bridge va Xasvell ularda sezilarli darajada qayta ishlangan.
Texnologiyaning mohiyati
Hyper Threading texnologiyasini tushunish juda muhim, chunki u ulardan biridir asosiy funktsiyalari Intel protsessorlarida.
Protsessorlar tomonidan qilingan barcha yutuqlarga qaramay, ular bitta muhim kamchilikka ega - ular bir vaqtning o'zida faqat bitta ko'rsatmani bajarishi mumkin. kabi ilovalarni ishga tushiryapsiz deylik matn muharriri, brauzer va Skype. Foydalanuvchi nuqtai nazaridan, ushbu dasturiy muhitni ko'p vazifali deb atash mumkin, ammo protsessor nuqtai nazaridan bu juda uzoqdir. Protsessor yadrosi hali ham ma'lum vaqt davomida bitta buyruqni bajaradi. Bunday holda, protsessorning vazifasi protsessor vaqt resurslarini o'rtasida taqsimlashni o'z ichiga oladi alohida ilovalar... Ko'rsatmalarning bunday ketma-ket bajarilishi juda tez bo'lgani uchun siz buni sezmaysiz. Va sizga hech qanday kechikish yo'qdek tuyuladi.
Ammo hali ham kechikish bor. Kechikish protsessorning har bir dastur uchun ma'lumotlar bilan ta'minlanishi bilan bog'liq. Har bir ma'lumot oqimi ma'lum bir vaqtda kelishi va protsessor tomonidan individual ravishda qayta ishlanishi kerak. Hyper Threading texnologiyasi har bir protsessor yadrosiga ma'lumotlarni qayta ishlashni rejalashtirish va resurslarni bir vaqtning o'zida ikkita oqimga taqsimlash imkonini beradi.

Shuni ta'kidlash kerakki, zamonaviy protsessorlarning yadrosida bir vaqtning o'zida bir nechta ijro etuvchi qurilmalar mavjud bo'lib, ularning har biri ma'lumotlar ustida ma'lum bir operatsiyani bajarish uchun mo'ljallangan. Shu bilan birga, ushbu ijro etuvchi qurilmalarning ba'zilari bitta ipning ma'lumotlarini qayta ishlash jarayonida bo'sh turishi mumkin.
Ushbu vaziyatni tushunish uchun biz konveyerda yig'ish sexida ishlaydigan va har xil turdagi qismlarga ishlov beradigan ishchilarga o'xshatishimiz mumkin. Har bir ishchi ma'lum bir vazifani bajarish uchun mo'ljallangan maxsus asbob bilan jihozlangan. Biroq, agar qismlar noto'g'ri ketma-ketlikda kelsa, kechikishlar yuzaga keladi - chunki ishchilarning ba'zilari ish boshlash navbatini kutishmoqda. Hyper Threading-ni ilgari bo'sh turgan ishchilar o'z ishlarini boshqalardan mustaqil ravishda amalga oshirishlari uchun do'konga yotqizilgan qo'shimcha konveyer bilan solishtirish mumkin. Hali ham bitta do'kon bor, lekin ehtiyot qismlar tezroq va samaraliroq qayta ishlanadi, shuning uchun ishlamay qolish vaqti kamayadi. Shunday qilib, Hyper Threading bitta ipdan ko'rsatmalarni bajarishda bo'sh turgan protsessor ijro birliklaridan foydalanishga imkon berdi.
Hyper Threading-ni qo'llab-quvvatlaydigan ikki yadroli protsessorli kompyuterni yoqsangiz va "Ishlash" yorlig'idan Windows Task Manager-ni ochsangiz, unda to'rtta grafik topasiz. Ammo bu sizda 4 ta protsessor yadrosi bor degani emas.

Buning sababi shundaki, Windows har bir yadroda ikkita mantiqiy protsessor mavjud deb hisoblaydi. "Mantiqiy protsessor" atamasi kulgili ko'rinadi, lekin u jismonan mavjud bo'lmagan protsessorni anglatadi. Windows har bir mantiqiy protsessorga ma'lumotlar oqimini yuborishi mumkin, lekin aslida faqat bitta yadro bu ishni bajaradi. Shuning uchun Hyper Threading texnologiyasiga ega bitta yadro alohida jismoniy yadrolardan sezilarli darajada farq qiladi.
Hyper Threading texnologiyasi quyidagi apparat va dasturiy ta'minotdan yordam talab qiladi:
Markaziy protsessor
Anakart chiplari
Operatsion tizim
Texnologiyaning afzalliklari
Endi navbatdagi savolni ko'rib chiqamiz - Hyper Threading texnologiyasi kompyuter ish faoliyatini qanchalik oshiradi? Internetda kezish va matn terish kabi kundalik vazifalarda texnologiyaning afzalliklari unchalik aniq emas. Ammo shuni yodda tutingki, bugungi protsessorlar shunchalik kuchliki, kundalik vazifalar kamdan-kam hollarda protsessorni to'liq yuklaydi. Bundan tashqari, ko'p narsa uning qanday yozilishiga bog'liq dasturiy ta'minot... Siz bir vaqtning o'zida bir nechta dasturlarni ishga tushirishingiz mumkin, ammo yuk grafigiga qarab, har bir yadroda faqat bitta mantiqiy protsessor ishlatilishini ko'rasiz. Buning sababi, dasturiy ta'minot jarayonlarni yadrolar o'rtasida taqsimlashni qo'llab-quvvatlamaydi.
Biroq, murakkabroq vazifalarda Hyper Threading foydaliroq bo'lishi mumkin. 3D modellash dasturlari, 3D o'yinlar, musiqa yoki video kodlash/dekodlash dasturlari va ko'plab ilmiy ilovalar kabi ilovalar ko'p ish zarrachalaridan maksimal darajada foydalanish uchun yozilgan. Shuning uchun siz murakkab o'yinlarni o'ynash, musiqa tinglash yoki filmlarni tomosha qilish orqali Hyper Threading-ni qo'llab-quvvatlaydigan kompyuterning ishlashidan foydalanishingiz mumkin. Ishlashning o'sishi 30% gacha bo'lishi mumkin, ammo Hyper Threading umuman afzallik bermagan holatlar bo'lishi mumkin. Ba'zan, agar ikkala oqim protsessorning barcha ijro birliklarini bir xil vazifalar bilan yuklagan bo'lsa, unumdorlikning biroz pasayishi ham mumkin.
BIOS Setup-da Hyper Threading parametrlarini o'rnatishga imkon beruvchi mos variant mavjudligiga qaytsak, aksariyat hollarda ushbu funktsiyani yoqish tavsiya etiladi. Biroq, agar kompyuter xatolar bilan ishlayotgani yoki hatto siz kutganingizdan pastroq ishlashi aniqlansa, uni har doim o'chirib qo'yishingiz mumkin.
Xulosa
Hyper Threading-dan foydalanganda maksimal samaradorlik o'sishi 30% ni tashkil etganligi sababli, texnologiya protsessor yadrolari sonini ikki baravar oshirishga teng deb aytish mumkin emas. Shunga qaramay, Hyper Threading foydali variant bo'lib, kompyuter egasi sifatida bu sizga zarar keltirmaydi. Uning afzalligi, masalan, multimediya fayllarini tahrirlash yoki Photoshop yoki Maya kabi professional dasturlar uchun kompyuterni ish stantsiyasi sifatida ishlatish kabi holatlarda sezilarli bo'ladi.
Hyper-threading texnologiyasi kontekstida xotira ishlashini baholash zarur bo'lgan vaqt bor edi. Biz uning ta'siri har doim ham ijobiy emas degan xulosaga keldik. Bo'sh vaqt kvanti paydo bo'lganda, tadqiqotni davom ettirish va o'z dizaynimizdagi dasturiy ta'minotdan foydalangan holda mashina soatlari va bitlarining aniqligi bilan sodir bo'layotgan jarayonlarni o'rganish istagi paydo bo'ldi.
Tadqiqot platformasi
Tajriba ob'ekti - ASUS noutbuki Intel Core i7-4700HQ protsessorli N750JK. Intel Turbo Boost bilan 2,4 gigagertsli soat tezligi, 3,4 gigagertsgacha. O'rnatilgan 16 gigabayt tasodifiy kirish xotirasi Ikki kanalli rejimda ishlaydigan DDR3-1600 (PC3-12800). Operatsion tizim - Microsoft Windows 8.1 64 bit.
1-rasm O'rganilayotgan platformaning konfiguratsiyasi.
O'rganilayotgan platformaning protsessorida 4 ta yadro mavjud bo'lib, ular Hyper-Threading texnologiyasi yoqilganda, 8 ta ip yoki mantiqiy protsessorlar uchun apparat ta'minotini ta'minlaydi. Mikrodastur platformasi ushbu ma'lumotni bir nechta APIC tavsif jadvali (MADT) ACPI jadvali orqali operatsion tizimga uzatadi. Platformada faqat bitta RAM kontrolleri mavjud bo'lganligi sababli, protsessor yadrolarining xotira kontrollerlariga yaqinligini e'lon qiladigan SRAT (tizim resurslariga yaqinlik jadvali) mavjud emas. Shubhasiz, sinovdan o'tgan noutbuk NUMA platformasi emas, balki operatsion tizim, birlashtirish maqsadida uni bir domenga ega NUMA tizimi deb hisoblaydi, buni NUMA tugunlari = 1 chizig'i tasdiqlaydi. Bizning tajribalarimiz uchun asosiy fakt shundaki, birinchi darajali ma'lumotlar keshi 32 kilobayt hajmga ega. to'rt yadroning har biri. Bitta yadroli ikkita mantiqiy protsessor L1 va L2 keshlarini birgalikda taqsimlaydi.
Tekshirilgan operatsiya
Biz ma'lumotlar blokini o'qish tezligining uning hajmiga bog'liqligini tekshiramiz. Buning uchun biz eng samarali usulni tanlaymiz, ya'ni VMOVAPD AVX ko'rsatmasi yordamida 256 bitli operandlarni o'qish. Grafiklarda X o'qi - blok o'lchami, Y o'qi - o'qish tezligi. L1 kesh hajmiga mos keladigan X nuqtasiga yaqin joyda biz burilish nuqtasini ko'rishni kutamiz, chunki ishlov berilayotgan blok kesh xotirasidan chiqib ketgandan so'ng unumdorlik pasayishi kerak. Bizning testimizda, ko'p tarmoqli ishlov berishda, boshlangan 16 ta ipning har biri alohida manzillar diapazoni bilan ishlaydi. Haydash uchun Hyper-Threading texnologiyasi ilova ichida har bir ip har bir mantiqiy protsessorga bir bit mos keladigan niqobni o'rnatuvchi SetThreadAffinityMask API funksiyasidan foydalanadi. Bitta bit qiymati belgilangan protsessorni belgilangan oqim tomonidan ishlatishga imkon beradi, nol qiymat uni o'chiradi. O'rganilayotgan platformaning 8 ta mantiqiy protsessorlari uchun niqob 11111111b barcha protsessorlardan foydalanishga imkon beradi (Hyper-Threading yoqilgan), maska ​​01010101b har bir yadroda bitta mantiqiy protsessordan foydalanishga imkon beradi (Hyper-Threading o'chirilgan).
Grafiklarda quyidagi qisqartmalar qo'llaniladi:
MBPS (sekundiga megabayt) – sekundiga megabaytlarda o'qish tezligini bloklash;
CPI (ko'rsatma bo'yicha soatlar) – har bir ko'rsatma uchun belgilar soni;
TSC (vaqt markasi hisoblagichi) – protsessor sikli hisoblagichi.
Eslatma: Turbo Boost rejimida ishlaganda TSC registrining soat tezligi protsessorning takt tezligiga mos kelmasligi mumkin. Natijalarni sharhlashda buni hisobga olish kerak.
Grafiklarning o'ng tomonida dastur oqimlarining har birida yoki ushbu kodning birinchi 128 baytida bajariladigan maqsadli operatsiya tsiklining tanasini tashkil etuvchi o'n oltilik ko'rsatmalar to'plami tasvirlangan.
Tajriba raqami 1. Bitta oqim


2-rasm Bir oqimda o'qish
Maksimal tezlik sekundiga 213563 megabayt. Burilish nuqtasi taxminan 32 kilobayt blok hajmida sodir bo'ladi.
Tajriba raqami 2. 4 ta protsessor uchun 16 ta ip, Hyper-Threading o'chirilgan


3-rasm O'n olti ipda o'qish. Amaldagi mantiqiy protsessorlar soni to'rtta
Hyper-Threading o'chirilgan. Maksimal tezlik sekundiga 797598 megabayt. Burilish nuqtasi taxminan 32 kilobayt blok hajmida sodir bo'ladi. Kutilganidek, bitta ipni o'qish bilan solishtirganda, ishlaydigan yadrolar soni bo'yicha tezlik taxminan 4 baravar oshdi.
Tajriba raqami 3. 8 ta protsessor uchun 16 ta ip, Hyper-Threading yoqilgan


4-rasm O'n olti ipda o'qish. Amaldagi mantiqiy protsessorlar soni sakkizta
Hyper-Threading yoqilgan. Maksimal tezlik sekundiga 800722 megabaytni tashkil qiladi, Hyper-Threading-ni yoqish natijasida u deyarli oshmadi. Katta minus shundaki, burilish nuqtasi blok hajmi taxminan 16 kilobayt bo'lganda sodir bo'ladi. Hyper-Threading-ni yoqish maksimal tezlikni biroz oshirdi, ammo tezlikning pasayishi endi blok hajmi yarmiga teng bo'lganda sodir bo'ladi - taxminan 16 kilobayt, shuning uchun o'rtacha tezlik sezilarli darajada kamaydi. Buning ajablanarli joyi yo'q, har bir yadro o'zining L1 keshiga ega, ayni paytda bir yadroning mantiqiy protsessorlari uni baham ko'radi.
xulosalar
Tekshirilayotgan operatsiya ko'p yadroli protsessorda yaxshi miqyosda. Sabablari - yadrolarning har biri o'zining birinchi va ikkinchi darajali kesh xotirasini o'z ichiga oladi, maqsadli blokning o'lchami kesh xotirasining o'lchami bilan taqqoslanadi va iplarning har biri o'z manzillari diapazoni bilan ishlaydi. Akademik maqsadlarda biz haqiqiy ilovalar odatda ideal optimallashtirishdan uzoq ekanligini tushunib, sintetik testda bunday sharoitlarni yaratdik. Ammo Hyper-Threading-ning kiritilishi, hatto bunday sharoitlarda ham salbiy ta'sir ko'rsatdi, tepalik tezligining biroz oshishi bilan bloklarni qayta ishlash tezligi sezilarli darajada yo'qoladi, ularning o'lchamlari 16 dan 32 kilobaytgacha.
Salom kompyuterlar va apparat muxlislari.
Kompyuteringizda bir vaqtning o'zida ko'p vazifalarni yashin tezligida bajaradigan yuqori unumdor protsessorga ega bo'lishni xohlaysizmi? Kim rad etadi, to'g'rimi? Keyin men sizga giper iplik texnologiyasi bilan tanishishingizni taklif qilaman: bu nima va u qanday ishlaydi, siz ushbu maqoladan bilib olasiz.

Kontseptsiyani tushuntirish

Hyper-threading ingliz tilidan "hyper-precision" deb tarjima qilingan. Texnologiya biron bir sababga ko'ra bunday baland nom oldi. Axir, u bilan jihozlangan operatsion tizim ikkita mantiqiy yadro uchun bitta jismoniy protsessorni oladi. Shunday qilib, ko'proq buyruqlar ishlashni pasaytirmasdan qayta ishlanadi.
Bu qanday mumkin? Protsessor tufayli:
Bir vaqtning o'zida bir nechta ishlaydigan iplar haqidagi ma'lumotlarni saqlaydi;
Har bir mantiqiy foiz uchun bitta registrlar to'plami - tezkor ichki xotira bloklari, shuningdek, uzilishlarning bitta bloki mavjud. Ikkinchisi turli xil qurilmalardan so'rovlarning ketma-ket bajarilishi uchun javobgardir.

Amalda qanday ko'rinadi? Aytaylik, jismoniy protsessor hozirda birinchi mantiqiy protsessorning ko'rsatmalarini qayta ishlamoqda. Ammo ikkinchisida qandaydir muvaffaqiyatsizlik yuz berdi va, masalan, u xotiradan ma'lumotni kutishi kerak. Jismoniy vaqtni behuda sarflamaydi va darhol ikkinchi mantiqiy protsessorga o'tadi.

Hosildorlikni oshirish haqida
Jismoniy jarayonning samaradorligi, qoida tariqasida, 70% dan oshmaydi. Nega? Ko'pincha, ma'lum bir vazifani bajarish uchun ba'zi bloklar oddiygina kerak emas. Misol uchun, protsessor ahamiyatsiz hisoblash amallarini bajarganda, ko'rsatmalar bloki va SIMD kengaytmalari ishtirok etmaydi. Filialni bashorat qilish modulida yoki keshga kirishda xatolik yuz beradi.
Bunday holatlarda Hyper-threading bo'shliqlarni boshqa vazifalar bilan to'ldiradi. Shunday qilib, texnologiyaning samaradorligi foydali ishning bo'sh qolmasligi va bo'sh turgan qurilmalarga berilishidadir.

Tashqi ko'rinishi va amalga oshirilishi

Hyper-threading allaqachon o'zining 15 yilligini nishonlagan deb taxmin qilishimiz mumkin. Axir, u 2002 yilda chiqarilgan va dastlab Xeon mahsulotlarida ishlay boshlagan, keyin o'sha yili Pentium 4 ga integratsiya qilingan super-threading texnologiyasi asosida ishlab chiqilgan. Bu texnologiyalar mualliflik huquqi Intel.

HT NetBurst mikroarxitekturasida ishlaydigan protsessorlarda amalga oshiriladi, u yuqori soat tezligi bilan ajralib turadi. Texnologik yordam Core vPro, M va Xeon oilalari modellarida amalga oshiriladi. Biroq, Core 2 seriyasida ("Duo", "Quad") birlashtirilmagan. Ishlash printsipiga ko'ra shunga o'xshash texnologiya Atom va Itanium-da qo'llaniladi.

Uni qanday yoqishim mumkin? Sizda yuqoridagi protsessorlardan faqat bittasi emas, balki texnologiyaga mos operatsion tizim va HTni yoqish va o‘chirish imkoniyati mavjud bo‘lgan BIOS ham bo‘lishi kerak. Agar yo'q bo'lsa, BIOS-ni yangilang.

Hyper-threadingning ijobiy va salbiy tomonlari

Yuqoridagi ma'lumotlardan texnologiyaning ba'zi afzalliklari haqida allaqachon xulosa chiqarishingiz mumkin. Men ularga yana bir necha so'z qo'shaman:
Parallel ravishda bir nechta dasturlarning barqaror ishlashi;
Internetda kezish yoki ilovalar bilan ishlashda javob vaqti qisqardi.
Tasavvur qilganingizdek, pashshasiz emas edi. Quyidagi sabablarga ko'ra samaradorlikni oshirish mumkin emas:
Kesh xotirasi yetarli emas. Misol uchun, 4 yadroli i7 protsessorlari 8 MB keshga ega, ammo mantiqiy yadrolar soni bir xil. Biz har bir yadro uchun atigi 1 MB olamiz, bu ko'pchilik dasturlar uchun hisoblash vazifalarini bajarish uchun etarli emas. Shu sababli, unumdorlik nafaqat to'xtab qoladi, balki pasayadi.
Ma'lumotlarga bog'liqlik. Faraz qilaylik, birinchi ip darhol ikkinchisidan ma'lumot so'raydi, lekin u hali tayyor emas yoki boshqa ipda navbatda turibdi. Bundan tashqari, tsiklik ma'lumotlarga vazifani tezda bajarish uchun ma'lum bloklar kerak bo'ladi, lekin ular allaqachon boshqa ishlar bilan band.
Yadroni ortiqcha yuklash. Yadro allaqachon haddan tashqari yuklangan bo'lishi mumkin, ammo shunga qaramay, bashorat qilish moduli unga ma'lumot yuboradi, buning natijasida kompyuter sekinlasha boshlaydi.
Hyper-threading qayerda kerak?
Texnologiya resurs talab qiladigan dasturlardan foydalanishda foydali bo'ladi: audio, video va foto muharrirlar, o'yinlar, arxivatorlar. Bularga Photoshop, Maya, 3D's Max, Corel Draw, WinRar va boshqalar kiradi.
Dasturiy ta'minot Hyper-threading uchun optimallashtirilgan bo'lishi muhimdir. Aks holda, kechikishlar paydo bo'lishi mumkin. Gap shundaki, dasturlar mantiqiy yadrolarni jismoniy deb hisoblaydi, shuning uchun ular bir xil blokga turli vazifalarni yuborishlari mumkin.
Sizni blogim mehmoni sifatida kutamiz.
Hech bo'lmaganda bir marta BIOS bilan shug'ullangan foydalanuvchilar, ehtimol, tushunarsiz Intel Hyper Threading parametri mavjudligini allaqachon payqashgan. Ko'pchilik bu texnologiya nima ekanligini va u qanday maqsadda qo'llanilishini bilmaydi. Keling, Hyper Threading nima ekanligini va ushbu yordamdan foydalanishni qanday yoqish mumkinligini aniqlashga harakat qilaylik. Shuningdek, ushbu sozlama kompyuterning ishlashi uchun qanday afzalliklarni taqdim etishini aniqlashga harakat qilamiz. Aslida, bu erda tushunish qiyin narsa yo'q.
Intel Hyper Threading: bu nima?
Agar siz kompyuter terminologiyasining o'rmoniga chuqur kirmasangiz, lekin o'zingizni sodda tilda ifoda etsangiz, unda bu texnologiya markaziy protsessor tomonidan bir vaqtning o'zida qayta ishlangan ko'rsatmalar oqimini oshirish uchun ishlab chiqilgan. Zamonaviy protsessor chiplari, qoida tariqasida, mavjud hisoblash quvvatining atigi 70 foizidan foydalanadi. Qolganlari, ta'bir joiz bo'lsa, zaxirada qoladi. Ma'lumotlar oqimini qayta ishlashga kelsak, tizim ko'p yadroli protsessordan foydalanishiga qaramay, aksariyat hollarda faqat bitta oqim ishlatiladi.
Ishning asosiy tamoyillari
CPU imkoniyatlarini oshirish uchun maxsus Hyper Threading texnologiyasi ishlab chiqilgan. Ushbu texnologiya bitta buyruq oqimini ikkiga bo'lishni osonlashtiradi. Mavjud oqimga ikkinchi oqim qo'shish ham mumkin. Faqat bunday oqim virtual bo'lib, jismoniy darajada ishlamaydi. Ushbu yondashuv protsessor ish faoliyatini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Butun tizim, shunga ko'ra, tezroq ishlay boshlaydi. Markaziy protsessorning unumdorligi sezilarli darajada o'zgarishi mumkin. Bu alohida muhokama qilinadi. Biroq, Hyper Threading texnologiyasini ishlab chiquvchilarning o'zlari u to'laqonli yadroga etib bormasligini da'vo qilmoqda. Ba'zi hollarda ushbu texnologiyadan foydalanish yuz foiz oqlanadi. Agar siz Hyper Threading protsessorlarining mohiyatini bilsangiz, natija sizni uzoq kuttirmaydi.
Tarixiy ma'lumotnoma
Keling, ushbu rivojlanish tarixiga biroz to'xtalib o'tamiz. Hyper Threading qo'llab-quvvatlashi dastlab faqat Intel Pentium 4 protsessorlarida paydo bo'ldi.Keyinchalik bu texnologiyani amalga oshirish Intel Core iX seriyasida davom ettirildi (bu erda X protsessorlar seriyasini bildiradi). Shuni ta'kidlash kerakki, u negadir Core 2 protsessor chiplari qatorida yo'q. To'g'ri, keyin ishlashning o'sishi ancha zaif edi: bir joyda 15-20% darajasida. Bu protsessorning kerakli ishlov berish kuchiga ega emasligini va yaratilgan texnologiya o'z vaqtidan deyarli oldinda ekanligini ko'rsatdi. Bugungi kunda deyarli barcha zamonaviy chiplar Hyper Threading texnologiyasini qo'llab-quvvatlaydi. Markaziy protsessorning quvvatini oshirish uchun jarayonning o'zi kristall sirtining atigi 5% dan foydalanadi, shu bilan birga buyruqlar va ma'lumotlarni qayta ishlash uchun joy qoldiradi.
Mojaro va ishlash muammosi
Bularning barchasi, albatta, yaxshi, lekin ma'lumotlarni qayta ishlashda, ba'zi hollarda ishda sekinlashuv bo'lishi mumkin. Bu, asosan, filialni bashorat qilish mexanizmi deb ataladigan va uni doimiy ravishda qayta yuklashda kesh hajmining etarli emasligi bilan bog'liq. Agar biz asosiy modul haqida gapiradigan bo'lsak, unda bu holda vaziyat shunday bo'ladiki, ba'zi hollarda birinchi ip ikkinchidan ma'lumotlarni talab qilishi mumkin, ular o'sha paytda qayta ishlanmasligi yoki ishlov berish uchun navbatda turishi mumkin. Bundan tashqari, markaziy protsessor yadrosi juda jiddiy yukga ega bo'lganda va asosiy modul, shunga qaramay, unga ma'lumotlarni jo'natishda davom etadigan holatlar kamroq uchraydi. Ba'zi dasturlar va ilovalar, masalan, resurs talab qiladigan onlayn o'yinlar, Hyper Threading texnologiyasidan foydalanish uchun optimallashtirilmaganligi sababli jiddiy sekinlashishi mumkin. O'yinlar bilan nima sodir bo'ladi? Foydalanuvchining kompyuter tizimi, o'z navbatida, dasturdan serverga ma'lumotlar oqimini optimallashtirishga harakat qiladi. Muammo shundaki, o'yin ma'lumotlar oqimini mustaqil ravishda qanday tarqatishni bilmaydi, hamma narsani bitta to'plamga tashlaydi. Umuman olganda, u shunchaki buning uchun mo'ljallanmagan bo'lishi mumkin. Ba'zan ikki yadroli protsessorlarda ishlash ko'rsatkichi 4 yadroli protsessorlarga qaraganda ancha yuqori. Ikkinchisida shunchaki hisoblash kuchi etarli emas.
BIOS-da Hyper Threading-ni qanday yoqish mumkin?
Biz allaqachon Hyper Threading texnologiyasi nima ekanligini biroz tushunib oldik va uning rivojlanish tarixi bilan tanishdik. Biz Hyper Threading texnologiyasi nima ekanligini tushunishga yaqinlashdik. Protsessorda foydalanish uchun ushbu texnologiyani qanday faollashtirish mumkin? Bu erda hamma narsa juda oddiy amalga oshiriladi. BIOS boshqaruv quyi tizimidan foydalanish kerak. Quyi tizimga kirish Del, F1, F2, F3, F8, F12, F2 + Del tugmalari va boshqalar yordamida amalga oshiriladi. Agar siz Sony Vaio noutbukidan foydalanayotgan bo'lsangiz, ular uchun maxsus ASSIST tugmasi yordamida ma'lum bir kirish taqdim etiladi. BIOS sozlamalarida, agar siz foydalanayotgan protsessor Hyper Threading texnologiyasini qo'llab-quvvatlasa, maxsus sozlash liniyasi bo'lishi kerak. Aksariyat hollarda u Hyper Threading Technology kabi ko'rinadi, ba'zan esa Funktsiyaga o'xshaydi. Quyi tizimni ishlab chiquvchisiga qarab va BIOS versiyasi, ushbu parametrni sozlash asosiy menyuda yoki kengaytirilgan sozlamalarda bo'lishi mumkin. Ushbu texnologiyadan foydalanish uchun siz parametrlar menyusiga kirishingiz va qiymatni Enabled ga o'rnatishingiz kerak. Shundan so'ng, kiritilgan o'zgarishlarni saqlash va tizimni qayta ishga tushirish kerak.
Hyper Threading texnologiyasi nima uchun foydali?
Xulosa qilib, Hyper Threading texnologiyasidan foydalanishning afzalliklari haqida gapirmoqchiman. Bularning barchasi nima uchun? Nima uchun axborotni qayta ishlashda protsessor quvvatini oshirish kerak? Resurs talab qiladigan ilovalar va dasturlar bilan ishlaydigan foydalanuvchilar hech narsani tushuntirishlari shart emas. Ko'pchilik, ehtimol, grafik, matematik, dizayn dasturlari paketlari jarayonda juda ko'p tizim resurslarini talab qilishini biladi. Shu sababli, butun tizim shunchalik yuklanganki, u dahshatli sekinlasha boshlaydi. Buning oldini olish uchun Hyper Threading yordamini yoqish tavsiya etiladi.