Hyper-Threading Technology - Kaj je to? Kako omogočiti in uporabljati?

Nazaj v februarju 2002 je podjetje razvilo lastno tehnologijo podjetja Intel, Hyper-Threading. Kaj je to? je in zakaj je danes prejela skoraj univerzalno distribucijo? Odgovor na to vprašanje in ne le v tem gradivu.

Zgodovina nastanka tehnologije HT

Prvi namizni procesor z logično večnitno podporo je bil Pentium četrte generacije. Hyper-Threading je tehnologija, ki v tem primeru je dovolil, da se dva podatkovna toka obdelata na enem fizičnem jedru hkrati. Poleg tega je bil ta čip nameščen v vtičnico procesorja PGA478, deloval je v 32-bitnem računalniškem načinu, njegova urna frekvenca pa je znašala 3,06 GHz. Pred tem je bilo mogoče najti le v strežniških procesorskih napravah serije XEON.

Po uspešnih rezultatih v tej niši se je Intel odločil za distribucijo HT tudi v namiznem segmentu. Kasneje, znotraj PGA478, je bila sproščena cela družina takih procesorjev. Po debitiranju vtičnica LGA775, NT je bil začasno pozabljen. Toda z začetkom prodaje LGA1156 je leta 2009 dobila drugi veter. Od takrat je postal nepogrešljiv atribut Intelovih procesorskih rešitev, tako v segmentu ultra produktivnosti kot v proračunskih računalniških sistemih.

Koncept te tehnologije

Bistvo tehnologije Intel Hyper-Threading Prihaja do tega, da razvijalci z minimalnimi spremembami v postavitvi mikroprocesorske naprave dosežejo, da se na sistemski in programski ravni koda obdeluje v dveh tokovih na istem fizičnem jedru. Vsi elementi računalniškega modula ostajajo nespremenjeni, dodani so le posebni registri in revidirani prekinitveni krmilnik.

Če se iz kakršnega koli razloga fizični modul izračunov začne mirovati, se na njem začne drugi tok programa in prvi čaka na potrebne podatke ali informacije. To je, če je bilo pred izpadom v delovanju računalniškega dela čipov precej pogost, je skoraj popolnoma odpravil možnost Hyper-Threading. Kakšno tehnologijo upoštevajte spodaj.

Na ravni strojne opreme

Povečane zahteve se postavljajo na strojno opremo, če se uporablja Hyper-Threading. Matična plošča, BIOS in procesor ga morajo podpirati. Vsaj v vtičnici procesorja PGA478 je bilo treba skrbeti za to združljivost. V tem primeru vsi sklopi sistemske logike niso bili osredotočeni na uporabo NT, kot tudi na procesorske naprave. Tudi če je bila v nomenklaturi matične plošče prisotna želena okrajšava, to še ni pomenilo, da so bili čipi pravilno sproženi, ker je bilo potrebno posodobiti BIOS.

Stanje se je v tem primeru dramatično spremenilo od LGA1156. Ta računalniška platforma je bila prvotno izostrena z uporabo Hyper-Threading. Zato ni bilo večjih težav z uporabo slednjih v tem primeru s strani uporabnikov. Enako velja za naslednje procesorske spojnike, kot sta LGA1155, LGA1151 in LGA1150.

Podobno pomanjkanje težav z uporabo NT se lahko pohvali in visoko zmogljive vtičnice LGA1366, LGA2011 in LGA2011-v3. Poleg tega je Intelov neposredni konkurent, AMD, v zadnji generaciji procesorjev za AM4, implementiral zelo podobno logično večopravilno tehnologijo, SMT. Uporablja skoraj identičen koncept. Edina razlika je v imenu.

Glavne komponente programske opreme

Treba je opozoriti, da tudi če je NT popolnoma podprt s sredstvi strojne opreme, ne bo vedno uspešno deloval na ravni programske opreme. Za začetek mora biti operacijski sistem sposoben sočasno delati z več računalniškimi jedri. V zastarelih različicah sistemske programske opreme MS-DOS ali Windows 98 to ni mogoče. Toda v primeru Windows 10, ni nobenih težav, in ta operacijski sistem je že bil izostren za take strojne vire osebnega računalnika.

Zdaj pa poglejmo, kako omogočiti Hyper-Threading v operacijskem sistemu Windows. Če želite to narediti, mora biti v računalniku nameščena vsa potrebna kontrola programska oprema. Praviloma je to poseben pripomoček s CD-ja matične plošče. Ima poseben zavihek, kjer lahko spremenite vrednosti v BIOS-u v realnem času. To pa vodi do dejstva, da že v njej možnost Hyper-Threading preide v položaj Enabled, aktivirajo pa se tudi dodatni logični tokovi, tudi brez ponovnega zagona operacijskega sistema.

Omogoči tehnologijo

Veliko začetnikov, ki pogosto na začetni stopnji uporabe novega računalnika postavljajo eno pomembno vprašanje o Hyper-Threading: kako omogočiti njo Obstajata dva možna načina za rešitev tega problema. Ena izmed njih je uporaba BIOS-a. V tem primeru morate izvesti naslednja dejanja:

• Ko je računalnik vklopljen, inicializiramo postopek prijave BIOS-a. V ta namen je dovolj, da se prikaže testni zaslon, ki drži gumb DEL (v nekaterih primerih je potrebno F2).
• Po pojavu modrega zaslona pojdite na zavihek ADVANCED z navigacijskimi tipkami.
• Nato najdemo postavko Hyper-Threading.
• Nasprotno morate nastaviti vrednost Enabled.

Ključna pomanjkljivost te metode je potreba po ponovnem zagonu osebnega računalnika za izvedbo te operacije. Resnična alternativa temu je uporaba konfiguracijskega orodja matične plošče. Ta metoda je bila podrobno opisana v prejšnjem oddelku. V tem primeru ni potrebno vstopiti v BIOS.

NT zaustavitev

Po analogiji s tem, kako omogočiti NT, lahko to funkcijo deaktivirate na dva načina. Eno od teh se lahko izvede samo med inicializacijo računalniškega sistema. To pa v praksi ni zelo primerno. Zato se strokovnjaki odločijo za drugo metodo, ki temelji na uporabi računalniške matične plošče. V prvem primeru se izvedejo naslednje manipulacije:

1. Pri prenosu elektronskega računalnika se v skladu z opisano metodo vnašamo v osnovni vhodno-izhodni sistem (njegovo drugo ime BIOS-a).
2. S puščičnimi tipkami se pomaknite do menija Advanced.
3. Nato morate najti točko menija Hyper-Threading (v nekaterih modelih matičnih plošč se lahko imenuje NT). Pred njo uporabite gumbe PG DN in PG UP, da nastavite vrednost na Disabled.
4. Prenesene spremembe shranimo s pomočjo F10.
5. Zapustite BIOS in ponovno zaženite osebni računalnik.

V drugem primeru, ko uporabljate diagnostično uporabnost matične plošče, ni treba znova zagnati računalnika. To je njegova ključna prednost. Algoritem je v tem primeru enak. Razlika je v tem, da uporablja vnaprej nameščeno posebno orodje proizvajalca matične plošče.

Dva glavna načina, kako onemogočiti Hyper-Threading, sta bila prej opisana. Čeprav je nominalno druga bolj zapletena, je bolj praktična, ker ne zahteva ponovnega zagona računalnika.

Modeli NT procesorjev

Sprva, kot smo že omenili, je bila podpora za Hyper-Threading izvedena samo v procesorskih enotah Pentium 4. in samo v različici PGA478. Toda že v okviru LGA1156 in kasnejših računalniških platform je tehnologija, ki se obravnava v tem materialu, uporabljena v skoraj vseh možnih modelih čipov. Z njegovo pomočjo so se procesorji Celeron pretvorili iz enonivojske v dual-stream rešitev. Penrium in i3 pa sta s svojo pomočjo že lahko obdelala 4 tokove kode. Vodilne rešitve serije i7 lahko sočasno delujejo z 8 logičnimi procesorji.

Zaradi jasnosti predstavljamo uporabo NT v okviru trenutne računalniške platforme podjetja Intel - LGA1151:

• Procesorji serije Celeron ne podpirajo te tehnologije in imajo samo 2 računalniški enoti.
• Pentium čipi so opremljeni z dvema jedroma in štirimi navoji. Posledično je NT v tem primeru popolnoma podprt.
• Bolj produktivne procesorske enote modela Core i3 imajo podobno postavitev: 2 fizična modula lahko delujeta v 4 niti.
• Kot pri najbolj proračunskih Celeron čipih, Core i5 nima podpore NT.
• Vodilne rešitve I7 podpirajo tudi HT. Samo v tem primeru namesto dveh realnih jeder obstajajo že 4 enote za obdelavo kode. Ti pa lahko že delajo v 8 niti.

Hyper-Threading - kaj je to za tehnologijo in kakšen je njen glavni namen? Gre za logično večopravilnost, ki omogoča, da se z minimalnimi prilagoditvami strojne opreme poveča zmogljivost računalniškega sistema kot celote.

Kdaj se ta tehnologija najbolje uporablja?

V nekaterih primerih, kot je bilo že omenjeno, NT poveča hitrost, s katero procesorska koda upravlja programsko opremo. Hyper-Threading lahko učinkovito deluje le z vneto programsko opremo. Tipični primeri so video in avdio vsebinski kodirniki, profesionalni grafični paketi in arhivatorji. Prav tako lahko prisotnost takšne tehnologije bistveno izboljša zmogljivost strežniškega sistema. Toda z enojno implementacijo programske kode, je prisotnost Hyper-Threading izravnana, kar pomeni, da se dobi običajen procesor, ki rešuje en problem na enem jedru.

Prednosti in slabosti

Za tehnologijo Intel Hyper-Threading so nekatere pomanjkljivosti. Prvi od teh je povečanje stroškov CPE. Toda večja hitrost in izboljšana postavitev silicijevega kristala bo v vsakem primeru zvišala ceno CPU. Prav tako povečano območje polprevodniške osnovne procesorske naprave vodi do povečanja porabe energije in temperature. Razlika v tem primeru je zanemarljiva in ne presega 5%, vendar še vedno obstaja. V tem primeru ni več pomembnih pomanjkljivosti.

Zdaj o koristih. Intelova lastna tehnologija podjetja Intel nima zmogljivosti in zmogljivosti, kar pomeni, da se ne bo mogoče spustiti pod določen prag. Če programska oprema popolnoma podpira paralelizirano računalništvo, bo prišlo do določenega povečanja hitrosti in seveda uspešnosti.

Kot kažejo testi, lahko v nekaterih primerih povečanje doseže 20%. V tem primeru je najbolj optimizirana programska oprema raznovrstni prekodirniki, arhiverji in grafični paketi. Toda z igrami vse ni tako dobro. V zameno pa lahko delajo v 4 niti, zaradi česar vodilni čipi v tem primeru ne morejo preseči rešitev procesorjev srednje ravni.

Sodobna alternativa AMD

Tehnologija Hyper-Threading danes ne. Ima pravo alternativo. Podjetje AMD, ki je izdalo platformo AM4, mu je ponudilo dostojnega konkurenta v SMT. Na ravni strojne opreme so to identične rešitve. Samo tukaj lahko vodilni Intel Intel obravnava 8 niti, in vodilni AMD čip - 16. To dejstvo samo kaže, da je druga rešitev bolj obetavna.

Zato mora Intel nujno prilagoditi svoje proizvodne načrte in ponuditi popolnoma nove procesorske rešitve, ki bodo lahko tekmovale z novimi ponudniki AMD. Šele zdaj jih še niso preuredili. Zato, če potrebujete dostopno računalniško platformo, je bolje, da izberete LGA1151 od Intel. Če je potrebna rezerva za uspešnost, bi bilo bolje, če bi AM4 iz podjetja AMD.

Pregledi lastnikov

Vse večje in večje pomanjkljivosti za Intel Hyper-Threading med operacijo niso opazili. Vsaj to kažejo tako strokovnjaki za računalništvo z omejenim profilom kot navadni uporabniki. Toda ima veliko prednosti. Ključnega pomena je povečanje zmogljivosti pri obdelavi posebne programske opreme. Hkrati pa ni bistvenih sprememb v procesorski strukturi in se njeni parametri praktično ne spreminjajo. Tudi druga pomembna značilnost NT je, da zagotavlja določeno rezervo hitrosti računalniškega sistema.

Zaključek

Zdaj pa povzamemo o Hyper-Threading. Kaj je to? Tehnologija je vnaprej določila razvoj računalniške tehnologije že vrsto let. Njegov videz je v številnih nalogah omogočil povečanje hitrosti z minimalnimi spremembami v postavitvi polprevodniškega čipa centralne procesorske enote. Drug pomemben argument v tem primeru je, da ga je celo neposredni konkurent podjetja Intel, ki ga zastopa AMD, do neke mere sposodil.

Seveda, v ogromnem Svetovni splet do danes obstajajo spori glede tega, kdo je prvi razmišljal o tem. Nekateri patenti kažejo, da je bil to AMD. Ampak ena stvar, da mislim, in drugo - za izvajanje. In tukaj je vse na strani Intela. Prvi je predstavila svoj revolucionarni Pentium 4 z logotipom NT in dvema logičnima jederoma. Pred tem so se lahko hvalili le strežniki. Tako preprost prenos tehnologije z enega področja na drugega vodi k razvoju sodobnih računalniških tehnologij.