Mavzu: Hyper-Threading texnologiyasi

Muhammad al-Xorazmiy nomidagi Toshkent axborot texnologiyalari universiteti

Kompyuter injiniringi fakulteti


Mustaqil ish

Mavzu: Hyper-Threading texnologiyasi

Topshirdi: Nigmatjonov Sh. Sh.
Qabul qildi: Yusupov R.

Toshkent - 2021

Reja:

1. 
   Hyper-Threading texnologiyasi rivojlanish tarixi
   
2. 
   Hyper-Threading texnologiyasi ishlash prinsiplari
   
3. 
   Intel protsessorlarida Hyper-Threading texnologiyasi
   

Hyper-Threading texnologiyasi

Hyper-Threading texnologiyasi Intel protsessorlarida, bundan qo'rqinchli, 10 yildan ko'proq vaqt oldin paydo bo'lgan. Va hozirgi vaqtda bu Core protsessorlarining muhim elementidir. Biroq, o'yinlarda HT zarurligi masalasi hali ham to'liq tushunilmagan. Biz o'yinchilarga Core i7 kerakmi yoki Core i5 bilan o'tirish yaxshiroqmi yoki yo'qligini tekshirish uchun test o'tkazishga qaror qildik.

Shuningdek, Core i3 Pentiumdan qanchalik yaxshi ekanligini bilib oling.
Intel tomonidan ishlab chiqilgan va faqat mashhur Pentium 4 dan boshlab kompaniyaning protsessorlarida qo'llaniladigan Hyper-Threading texnologiyasi endi oddiy narsa. Hozirgi va oldingi avlod protsessorlarining katta qismi u bilan jihozlangan. Yaqin kelajakda ham foydalaniladi.
Va biz Hyper-Threading texnologiyasining foydali ekanligini va ishlashga ijobiy ta'sir ko'rsatishini tan olishimiz kerak, aks holda Intel uni protsessorlarini qator ichida joylashtirish uchun ishlatmaydi. Va ikkinchi darajali element sifatida emas, balki eng muhimlaridan biri, agar bo'lmasa. Nimalar haqida gaplashayotganimizni tushunarli qilish uchun biz Intel protsessorlarini segmentlarga ajratish printsipini baholashni osonlashtiradigan jadval tayyorladik.
Ko'rib turganingizdek, Pentium va Core i3, shuningdek Core i5 va Core i7 o'rtasida juda kam farqlar mavjud. Aslida, i3 va i7 modellari Pentium va i5 dan faqat yadro uchun L3 kesh hajmi bilan farq qiladi (albatta soat chastotasini hisobga olmaganda). Birinchi juftlikda 1,5 megabayt, ikkinchisida esa 2 megabayt bor. Ushbu farq protsessorlarning ishlashiga keskin ta'sir ko'rsatishi mumkin emas, chunki kesh hajmidagi farq juda oz. Shuning uchun Core i3 va Core i7 qo'llab-quvvatlandi Giper treyding - Ushbu protsessorlarning ishlash ko'rsatkichlari mos ravishda Pentium va Core i5 ga nisbatan ustun bo'lishiga imkon beradigan asosiy element.
Natijada, biroz kattaroq kesh va Hyper-Threading-ni qo'llab-quvvatlash sizga protsessorlar uchun ancha yuqori narxlarni belgilashga imkon beradi. Masalan, Pentium liniyasi protsessorlari (taxminan 10 ming tanga) Core i3-ga qaraganda qariyb ikki baravar arzonroq (taxminan 20 ming tanga) va jismoniy jihatdan apparat darajasida ular mutlaqo bir xil va shunga mos ravishda bir xil asosiy narxga ega bo'lishiga qaramay ... Core i5 (taxminan 30 ming tanga) va Core i7 (taxminan 50 ming tanga) o'rtasidagi narxning farqi juda katta, garchi pastroq modellarda ikki baravar kam bo'lsa.
Narxlarning bunday ko'tarilishi qanchalik asosli? Hyper-Threadingning haqiqiy o'sishi qanday? Javob uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lgan: daromad boshqacha - barchasi dasturga va uning optimallashishiga bog'liq. Biz eng talabchan "uy" dasturlaridan biri sifatida HT o'yinlarda nimalar berishini sinab ko'rishga qaror qildik. Bundan tashqari, ushbu test protsessordagi yadro sonining o'yin ishlashiga ta'siri haqidagi oldingi maqolamizga ajoyib qo'shimcha bo'ladi.
Sinovlarga o'tishdan oldin, Hyper-Threading texnologiyasi nima ekanligini eslaymiz (yoki bilib olaylik). Intelning o'zi aytganidek, ko'p yillar oldin ushbu texnologiyani joriy qilgan holda, unda hech qanday murakkab narsa yo'q. Darhaqiqat, HTni jismoniy darajada joriy qilish uchun bitta registrlar to'plamini va bitta fizik yadroga uzilish tekshirgichini qo'shish kerak, ammo ikkitasi. Pentium 4 protsessorlarida bular qo’shimcha elementlar tranzistorlar sonini atigi besh foizga oshirdi. Zamonaviy Ivy Bridge yadrolarida (shuningdek, Sendi ko'prigida va kelajakdagi Xasuellda) to'rtta yadro uchun qo'shimcha elementlar o'limni 1 foizga oshirmaydi.

Dasturiy ta'minot bilan birlashtirilgan qo'shimcha registrlar va uzilishlarni boshqarish vositasi operatsion tizimga bitta fizik yadroni emas, balki ikkita mantiqiy yadroni ko'rishga imkon beradi. Shu bilan birga, tizim tomonidan yuboriladigan ikkita oqimdan ma'lumotlarni qayta ishlash ham bitta yadroda, lekin ba'zi o'ziga xos xususiyatlarga ega. Butun protsessor bitta ipning ixtiyorida qoladi, ammo ba'zi protsessor bloklari bo'shab qolishi va bo'sh turgan zahoti darhol ikkinchi ipga beriladi. Shu tufayli barcha protsessor bloklarini bir vaqtning o'zida ishlatish va shu bilan uning samaradorligini oshirish mumkin edi. Intelning so'zlariga ko'ra, ideal sharoitlarda ishlash ko'rsatkichi 30 foizgacha bo'lishi mumkin. To'g'ri, bu ko'rsatkichlar juda uzun quvur liniyasi bo'lgan Pentium 4 uchun to'g'ri keladi; zamonaviy protsessorlar HT dan kamroq foyda olishadi.
Ammo Hyper-Threading uchun ideal sharoit har doim ham shunday emas. Va eng muhimi, HT ishining eng yomon natijasi - bu ishlash samaradorligining etishmasligi emas, balki ishlashning pasayishi. Ya'ni, ma'lum bir sharoitda, HT bilan ishlaydigan protsessorning ishlashi HT bo'lmaydigan protsessorga nisbatan pasayadi, chunki ipni ajratish va navbatga qo'shish uchun qo'shimcha xarajatlar parallel iplarni hisoblashdan olinadigan daromaddan sezilarli darajada oshib ketadi, chunki bu aniq holatda mumkin. Va bunday holatlar Intel istaganidan ancha keng tarqalgan. Va ko'p yillar davomida Hyper-Threading-dan foydalanish vaziyatni yaxshilamadi. Bu, ayniqsa, ma'lumotlarga ishlov berish, dasturlar jihatidan juda murakkab va hech qanday standart bo'lmagan o'yinlar uchun to'g'ri keladi.
Hyper-Threading-ning o'yin ishlashiga ta'sirini bilish uchun biz yana sabr-toqatli Core i7-2700K sinov protsessoridan foydalandik va yadrolarni o'chirib, HTni yoqish / o'chirish orqali bir vaqtning o'zida to'rtta protsessorni simulyatsiya qildik. Odatda, ularni Pentium (2 yadro, HT o'chirilgan), Core i3 (2 yadro, HT yoqilgan), Core i5 (4 yadroli, HT o'chirilgan) va Core i7 (4 yadroli, HT yoqilgan) deb atash mumkin. Nima uchun 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 pasayishiga olib kelmaydi - uning hajmi hamma uchun 8 megabayt. Bundan tashqari, bizning barcha "shartli" protsessorlarimiz bir xil 3,5 gigagertsli chastotada ishlaydi, bu hali barcha Intel protsessorlari tomonidan erishilmagan.

Biroq, bu eng yaxshisi uchun hamdir, chunki barcha muhim parametrlarning o'zgarmasligi tufayli biz Hyper-Threading-ning o'yin ishlashiga haqiqiy ta'sirini hech qanday zaxirasiz bilib olamiz. Va bizning "shartli" Pentium va Core i3 o'rtasidagi ishlashning foiz farqi, chastotalar teng bo'lganda, haqiqiy protsessorlar orasidagi farqga yaqin bo'ladi. Bundan tashqari, biz Sandy Bridge arxitekturasiga ega protsessordan foydalanayotganimiz bilan chalkashmaslik kerak, chunki siz "Yalang'och ishlash - ALU va FPU samaradorligini o'rganish" maqolasida o'qishingiz mumkin bo'lgan samaradorlik sinovlarimiz Hyper-Threadingning so'nggi avlod protsessorlarida ta'siri Yadro o'zgarishsiz qolmoqda. Ehtimol, ushbu material Haswell protsessorlari uchun tegishli bo'lishi mumkin.
Xo'sh, test metodologiyasiga oid barcha savollar, shuningdek, Hyper-Threading Technology ishlashining o'ziga xos xususiyatlari muhokama qilinganga o'xshaydi va shuning uchun eng qiziqarli testlarga o'tish vaqti keldi.
Sinov jarayonida biz protsessor yadrolari sonining o'yin ishlashiga ta'sirini o'rganganimizda, biz 3DMark 11 protsessorning ishlashiga nisbatan ancha xotirjam bo'lib, hatto bitta yadroda ham mukammal ishlashini aniqladik. Hyper-Threading xuddi shunday "kuchli" ta'sirga ega edi. Ko'rib turganingizdek, sinov Pentium va Core i7 o'rtasida hech qanday farqni sezmaydi, oraliq modellar u yoqda tursin.