Technologia Hyper-Threading - co to jest? Jak włączyć i używać?

W lutym 2002 r. Zadebiutowała opatentowana technologia firmy Intel, Hyper-Threading. Co to jest czy to jest i dlaczego otrzymała dziś niemal powszechną dystrybucję? Odpowiedź na to pytanie i nie tylko będzie brana pod uwagę w tym materiale.

Historia pojawienia się technologii HT

Pierwszym procesorem biurkowym z obsługą logiczną wielowątkowości był Pentium czwartej generacji. Hyper-Threading to technologia, która w tym przypadku umożliwił przetwarzanie dwóch strumieni danych na jednym fizycznym rdzeniu jednocześnie. Co więcej, chip ten został zainstalowany w gnieździe procesora PGA478, działał w trybie 32-bitowym, a jego częstotliwość zegara wynosiła 3,06 GHz. Wcześniej można go było znaleźć tylko w procesorach serwerowych z serii XEON.

Po uzyskaniu dobrych wyników w tej niszy Intel zdecydował się na dystrybucję HT również w segmencie desktopów. Później w ramach PGA478 wydano całą rodzinę takich procesorów. Po debiucie gniazdo LGA775, NT został tymczasowo zapomniany. Ale wraz z rozpoczęciem sprzedaży LGA1156, otrzymała drugi wiatr w 2009 roku. Od tego czasu stała się nieodzownym atrybutem rozwiązań procesorowych Intela, zarówno w segmencie ultra-produkcyjnym, jak iw budżetowych systemach komputerowych.

Pojęcie tej technologii

Istota technologii Intel Hyper-Threading Sprowadza się to do faktu, że przy minimalnych zmianach w układzie mikroprocesora, programiści osiągają to na poziomie systemu i oprogramowania, kod przetwarzany jest w dwóch strumieniach na tym samym rdzeniu fizycznym. Wszystkie elementy modułu obliczeniowego pozostają niezmienione, dodawane są tylko specjalne rejestry i poprawiony kontroler przerwań.

Jeśli z jakiegokolwiek powodu fizyczny moduł obliczeń zacznie pozostawać bezczynny, wówczas rozpocznie się drugi przepływ programu, a pierwszy czeka na niezbędne dane lub informacje. Oznacza to, że jeśli przestoje w działaniu części obliczeniowej chipów były dość częste, prawie całkowicie eliminuje to możliwość Hyper-Threading. Jaki rodzaj technologii, rozważ poniżej.

Na poziomie sprzętu

W przypadku korzystania z funkcji Hyper-Threading zwiększa się wymagania sprzętowe. Płyta główna, BIOS i procesor muszą go obsługiwać. Przynajmniej w gnieździe procesora PGA478 należało zwrócić szczególną uwagę na tę kompatybilność. Nie wszystkie zestawy logiki systemowej w tym przypadku były skoncentrowane na użyciu NT, a także na procesorach. I nawet jeśli pożądany skrót występował w nazewnictwie płyty głównej, nie oznacza to, że chipy zostały poprawnie zainicjowane, ponieważ konieczna była aktualizacja BIOS-u.

Sytuacja zmieniła się dramatycznie w tym przypadku od czasu LGA1156. Ta platforma obliczeniowa została pierwotnie naostrzona za pomocą Hyper-Threading. W związku z tym nie było znaczących problemów z wykorzystaniem tego ostatniego w tym przypadku przez użytkowników. To samo dotyczy kolejnych złączy procesorów, takich jak LGA1155, LGA1151 i LGA1150.

Podobny brak problemów z korzystaniem z NT może pochwalić się wysokowydajnymi gniazdami LGA1366, LGA2011 i LGA2011-v3. Ponadto bezpośredni konkurent Intel, AMD, w najnowszej generacji procesorów AM4, wdrożył bardzo podobną logiczną wielozadaniową technologię, SMT. Używa prawie identycznej koncepcji. Jedyna różnica jest w nazwie.

Główne składniki oprogramowania

Należy zauważyć, że nawet jeśli NT jest w pełni obsługiwany przez zasoby sprzętowe, nie zawsze będzie działać poprawnie na poziomie oprogramowania. Przede wszystkim system operacyjny musi działać jednocześnie z kilkoma rdzeniami obliczeniowymi. W przestarzałych wersjach oprogramowania systemowego MS-DOS lub Windows 98 nie jest to możliwe. Ale w przypadku Windows 10, nie ma problemów, a ten system operacyjny był początkowo uwięziony za takie zasoby sprzętowe komputera osobistego.

Teraz zastanówmy się, jak włączyć Hyper-Threading w Windows. Aby to zrobić, komputer musi być zainstalowany wszystkie niezbędne sterowanie oprogramowanie użytkowe. Z reguły jest to specjalne narzędzie z płyty głównej płyty głównej. Posiada specjalną zakładkę, w której możesz zmieniać wartości w BIOS-ie w czasie rzeczywistym. To z kolei prowadzi do tego, że już w nim opcja Hyper-Threading idzie do pozycji Enabled, a dodatkowe logiczne przepływy są aktywowane, nawet bez ponownego uruchamiania systemu operacyjnego.

Włącz technologię

Wielu początkujących użytkowników często na początkowym etapie korzystania z nowego komputera zadaje jedno ważne pytanie o Hyper-Threading: jak włączyć jej Istnieją dwa możliwe sposoby rozwiązania tego problemu. Jednym z nich jest wykorzystanie systemu BIOS. W takim przypadku musisz wykonać następujące czynności:

• Gdy komputer jest włączony, inicjalizujemy procedurę logowania do systemu BIOS. Aby to zrobić, wystarczy, gdy ekran testu wydaje się przytrzymywać przycisk DEL (w niektórych przypadkach konieczne jest zacisk F2).
• Po pojawieniu się niebieskiego ekranu przejdź do zakładki ZAAWANSOWANE za pomocą klawiszy nawigacyjnych.
• Następnie znajdujemy element Hyper-Threading.
• Naprzeciw niego musisz ustawić wartość Enabled.

Główną wadą tej metody jest konieczność ponownego uruchomienia komputera osobistego w celu wykonania tej operacji. Prawdziwą alternatywą jest użycie narzędzia konfiguracyjnego płyty głównej. Ta metoda została szczegółowo opisana w poprzedniej sekcji. W tym przypadku nie ma potrzeby wchodzenia do BIOS-u.

NT shutdown

Analogicznie do tego, jak włączyć system NT, istnieją dwa sposoby dezaktywacji tej funkcji. Jeden z nich może być wykonany tylko podczas procesu inicjalizacji systemu komputerowego. To z kolei nie jest bardzo wygodne w praktyce. Dlatego eksperci wybierają drugą metodę, która opiera się na wykorzystaniu płyty głównej komputera. W pierwszym przypadku wykonywane są następujące manipulacje:

1. Podczas pobierania komputera elektronicznego przechodzimy do podstawowego systemu wejścia-wyjścia (jego druga nazwa to BIOS) zgodnie z wcześniej opisaną metodą.
2. Poruszaj się za pomocą klawiszy strzałek do pozycji menu Zaawansowane.
3. Następnie musisz znaleźć pozycję Hyper-Threading (w niektórych modelach płyt głównych można ją nazwać NT). Przed nim użyj przycisków PG DN i PG UP, aby ustawić wartość Disabled.
4. Zapisane zmiany są zapisywane przy pomocy F10.
5. Wyjdź z systemu BIOS i uruchom ponownie komputer osobisty.

W drugim przypadku, gdy używasz narzędzia diagnostycznego płyty głównej, nie ma potrzeby restartowania komputera. To jego główna zaleta. Algorytm w tym przypadku jest identyczny. Różnica polega na tym, że korzysta z preinstalowanego specjalnego narzędzia od producenta płyty głównej.

Dwa główne sposoby wyłączania Hyper-Threading zostały wcześniej opisane. Chociaż nominalnie drugi z nich jest uważany za bardziej złożony, jest bardziej praktyczny, ponieważ nie wymaga ponownego uruchomienia komputera.

Modele procesorów NT

Początkowo, jak wspomniano wcześniej, obsługa Hyper-Threading została zaimplementowana tylko w procesorach Pentium 4. i tylko w wersji PGA478. Ale już w ramach LGA1156 i późniejszych platform komputerowych, technologia uwzględniona w tym materiale została wykorzystana w prawie wszystkich możliwych modelach układów. Z jego pomocą procesory Celeron zostały przekształcone z rozwiązania jednożyłowego na dwuprocesorowe. Z kolei Penrium i i3 z jego pomocą mogły już przetworzyć 4 strumienie kodu. Cóż, flagowe rozwiązania serii i7 mogą jednocześnie pracować z 8 procesorami logicznymi.

Dla jasności przedstawiamy wykorzystanie NT w ramach obecnej platformy obliczeniowej od Intela - LGA1151:

• Procesory z serii Celeron nie obsługują tej technologii i mają tylko 2 jednostki obliczeniowe.
• Chipy Pentium są wyposażone w 2 rdzenie i cztery wątki. W rezultacie NT w tym przypadku jest w pełni obsługiwany.
• Bardziej wydajne jednostki procesorów z rodziny Core i3 mają podobny układ: 2 moduły fizyczne mogą działać w 4 wątkach.
• Podobnie jak najbardziej budżetowe układy Celeron, Core i5 nie ma wsparcia NT.
• Flagowe rozwiązania I7 również obsługują HT. Tylko w tym przypadku zamiast 2 prawdziwych rdzeni są już 4 jednostki przetwarzania kodu. Oni z kolei mogą już pracować w 8 wątkach.

Hyper-Threading - co to jest dla technologii i jaki jest jej główny cel? Jest to logiczna wielozadaniowość, która pozwala, poprzez minimalne dostosowanie sprzętu, zwiększyć wydajność systemu komputerowego jako całości.

Kiedy ta technologia jest najlepiej używana?

W niektórych przypadkach, jak wspomniano wcześniej, NT zwiększa prędkość, z jaką kod procesora obsługuje oprogramowanie. Funkcja Hyper-Threading może działać skutecznie tylko z oprogramowaniem objętym zapasem. Typowymi przykładami są enkodery treści wideo i audio, profesjonalne pakiety graficzne i archiwa. Obecność takiej technologii może znacznie poprawić wydajność systemu serwera. Jednak przy jednotaktowej implementacji kodu programu obecność Hyper-Threading jest wyrównana, to znaczy otrzymuje się normalny procesor, który rozwiązuje jeden problem na jednym rdzeniu.

Zalety i wady

Istnieją pewne wady technologii Intel Hyper-Threading. Pierwszym z nich jest zwiększony koszt procesora. Jednak większa szybkość i ulepszony układ kryształu krzemu w każdym przypadku zwiększy cenę procesora. Ponadto zwiększony obszar półprzewodnikowego procesora podstawowego prowadzi do wzrostu zużycia energii i temperatury. Różnica w tym przypadku jest nieznaczna i nie przekracza 5%, ale nadal istnieje. W tym przypadku nie ma już żadnych znaczących wad.

Teraz o korzyściach. Opatentowana technologia Intela firmy Intel nie zapewnia wydajności i wydajności, tzn. Nie będzie możliwe zejście poniżej określonego progu. Jeśli oprogramowanie doskonale obsługuje przetwarzanie równoległe, wówczas nastąpi pewna poprawa szybkości i wydajności.

Jak pokazują testy, w niektórych przypadkach wzrost może osiągnąć 20%. W tym przypadku najbardziej zoptymalizowane oprogramowanie to różne transkodery treści multimedialnych, archiwa i pakiety graficzne. Ale w grach wszystko nie jest tak dobre. Oni z kolei są w stanie pracować w 4 wątkach, w wyniku czego chipy flagowe nie są w stanie przekroczyć średniego poziomu procesorów.

Nowoczesna alternatywa od AMD

Technologia Hyper-Threading dziś nie jest to jedyny w swoim rodzaju. Ma prawdziwą alternatywę. Firma AMD wraz z wydaniem platformy AM4 zaoferowała jej godnego konkurenta w obliczu SMT. Na poziomie sprzętowym są to identyczne rozwiązania. Tylko tutaj flagowiec firmy Intel może obsługiwać 8 wątków, a wiodący układ AMD - 16. Sam ten fakt wskazuje, że drugie rozwiązanie jest bardziej obiecujące.

Dlatego Intel musi pilnie dostosować swoje plany produkcyjne i zaoferować zupełnie nowe rozwiązania procesorowe, które będą w stanie konkurować z nowymi producentami AMD. Dopiero teraz nie zostały jeszcze uporządkowane. Dlatego jeśli potrzebujesz niedrogiej platformy komputerowej, lepiej wybrać LGA1151 od Intela. Jeśli wymagana jest rezerwa na wykonanie, AM4 z AMD byłoby lepsze.

Opinie właścicieli

Wszelkie poważne i poważne wady związane z technologią Intel Hyper-Threading podczas operacji nie zaobserwowano. Przynajmniej jest to wskazane przez wąskich specjalistów komputerowych i zwykłych użytkowników. Ale ma wiele zalet. Kluczem do nich jest wzrost wydajności podczas przetwarzania specjalnego oprogramowania. Jednocześnie nie ma żadnych kardynalnych zmian w strukturze procesora, a jej parametry praktycznie się nie zmieniają. Inną ważną cechą NT jest to, że zapewnia pewną rezerwę prędkości systemu komputerowego.

Wniosek

Teraz podsumujmy o Hyper-Threading. Co to jest? Technologia ta z góry przewidziała rozwój technologii komputerowej na wiele lat. Jego pojawienie się pozwoliło na szereg zadań, aby zwiększyć prędkość poprzez minimalne zmiany w układzie półprzewodnikowego układu centralnego procesora. Innym ważnym argumentem w tym przypadku jest to, że nawet bezpośredni konkurent Intela, reprezentowany przez AMD, w pewnym stopniu go pożyczył.

Oczywiście w ogromnej Światowa sieć do dziś są spory, kto pierwszy pomyślał o tym. Niektóre patenty wskazują, że była to AMD. Ale jedna rzecz do namysłu, a druga - do realizacji. I tutaj wszystko jest całkowicie po stronie Intela. Jako pierwsza zaprezentowała swój rewolucyjny Pentium 4 z logo NT i dwoma logicznymi rdzeniami. Wcześniej tylko serwery mogły się nimi pochwalić. W ten sposób prosty transfer technologii z jednej sfery do drugiej prowadzi do rozwoju nowoczesnych technologii komputerowych.