Hyper-Threading - што гэта? Як ўключыць Hyper-Threading?

Многія працэсары Intel ўключаюць модулі з падтрымкай Hyper-Threading Technology, якая, у адпаведнасці з ідэяй распрацоўшчыкаў, павінна садзейнічаць павелічэнню прадукцыйнасці мікрасхемы і паскарэнню работы ПК у цэлым. Якая спецыфіка дадзенага рашэння ад амерыканскай карпарацыі? Якім чынам можна выкарыстоўваць перавагі Hyper-Threading?

Асноўныя звесткі аб тэхналогіі

Разгледзім ключавыя звесткі аб Hyper-Threading. Што гэта за тэхналогія? Яе распрацавала кампанія Intel і ўпершыню прадставіла грамадскасці ў 2001 годзе. Мэтай яе стварэння было павелічэнне прадукцыйнасці сервераў. Асноўны прынцып, рэалізаваны ў Hyper-Threading - размеркаванне працэсарных вылічэнняў на некалькі патокаў. Прычым гэта магчыма, нават калі на адпаведнага тыпу мікрасхеме ўстаноўлена толькі адно ядро (у сваю чаргу, калі іх 2 і больш, і патокі ў працэсары ўжо размеркаваны - тэхналогія ўдала дапаўняе гэты механізм).

Забеспячэнне працы галоўнай мікрасхемы ПК у рамках некалькіх патокаў ажыццяўляецца за кошт стварэння копій архітэктурных станаў падчас вылічэнняў. Пры гэтым задзейнічаецца адзін і той жа набор рэсурсаў на мікрасхеме. Калі дадатак выкарыстоўвае соответствущую магчымасць, то практычна значныя аперацыі ажыццяўляюцца нашмат хутчэй. Важна таксама, каб тэхналогію, пра якую ідзе гаворка, падтрымлівала сістэма ўводу-высновы кампутара - BIOS.

Ўключэнне Hyper-Threading

Калі працэсар, усталяваны ў ПК, падтрымлівае адпаведны стандарт, то ён, як правіла, актывізуецца аўтаматычна. Але ў некаторых выпадках даводзіцца ажыццяўляць ўручную неабходныя дзеянні, каб зарабіла тэхналогія Hyper-Threading. Як ўключыць яе? Вельмі проста.

Неабходна ўвайсці ў галоўны інтэрфейс BIOS. Для гэтага ў самым пачатку загрузкі кампутара трэба націснуць DEL, часам - F2, F10, радзей - іншыя клавішы, але патрэбная заўсёды з'яўляецца ў адной з радкоў тэксту, паказу на экране адразу пасля ўключэння ПК. У інтэрфейсе BIOS трэба знайсці пункт Hyper-Threading: у якія падтрымліваюць яго версіях сістэмы ўводу-высновы ён звычайна размешчаны на бачным месцы. Выбраўшы адпаведную опцыю, варта націснуць Enter і актываваць яе, адзначыўшы як Enabled. Калі дадзены рэжым ужо зададзены, то значыць Hyper-Threading Technology працуе. Можна задзейнічаць усе яе перавагі. Актываваўшы тэхналогію ў наладах, варта захаваць усе запісы ў BIOS, выбраўшы пункт Save and Exit Setup. Пасля гэтага кампутар перазагрузіцца ў рэжыме, калі працэсар працуе з падтрымкай Hyper-Theading. Падобным чынам ажыццяўляецца адключэнне Hyper-Threading. Для гэтага трэба абраць у адпаведным пункце іншую опцыю - Disabled і захаваць налады.

Вывучыўшы, як уключыць Hyper-Threading і дэзактываваць дадзеную тэхналогію, разгледзім яе асаблівасці больш падрабязна.

Працэсары з падтрымкай Hyper Threading

Першы працэсар, на якім была рэалізавана разгляданая канцэпцыя кампаніі, згодна з некаторымі дадзенымі - Intel Xeon MP, таксама вядомы як Foster MP. Дадзеная мікрасхема ў шэрагу архітэктурных кампанентаў падобная з Pentium 4, на якім таксама пасля была рэалізаваная тэхналогія, пра якую ідзе гаворка. Пасля функцыя шматструменных вылічэнняў была ўкаранёная на серверных працэсарах Xeon з ядром Prestonia.

Калі казаць аб бягучай распаўсюджанасці Hyper-Threading - якія «процом» падтрымліваюць яе? У ліку самых папулярных мікрасхем дадзенага тыпу - тыя, што ставяцца да сямействаў Core і Xeon. Таксама ёсць звесткі пра тое, што падобныя алгарытмы ўкаранёны ў працэсарах тыпу Itanium і Atom.

Вывучыўшы асноўныя звесткі аб Hyper-Threading, працэсары з яе падтрымкай, разгледзім найбольш характэрныя факты, якія тычацца гісторыі распрацоўкі тэхналогіі.

гісторыя распрацоўкі

Як мы адзначылі вышэй, кампанія Intel паказала канцэпцыю, пра якую ідзе гаворка, грамадскасці ў 2001 годзе. Але першыя крокі ў стварэнні тэхналогіі былі зроблены яшчэ ў пачатку 90-х. Інжынерамі амерыканскай кампаніі было заўважана, што рэсурсы працэсараў ПК пры выкананні шэрагу аперацый задзейнічаюцца не цалкам.

Як падлічылі спецыялісты Intel, падчас працы карыстальніка на ПК мікрасхема ў рамках значных інтэрвалаў - ці ледзь не асноўную частку часу - задзейнічаецца не надта актыўна - прыкладна на 30%. Меркаванні экспертаў датычна гэтай лічбы вельмі розныя - хтосьці лічыць яе відавочна заніжанай, іншыя - цалкам згаджаюцца з тэзісам амерыканскіх распрацоўнікаў.

Аднак большасць IT-адмыслоўцаў сыходзілася ў меркаванні, што хай і не 70% магутнасцяў працэсара прастойвае, але вельмі значны іх аб'ём.

Галоўная задача распрацоўшчыкаў

Кампанія Intel вырашыла выправіць гэта становішча спраў за кошт якасна новага падыходу да забеспячэння эфектыўнасці работы галоўных мікрасхем ПК. Было прапанавана стварыць тэхналогію, якая б спрыяла больш актыўнага выкарыстаньня магчымасьцяў працэсараў. У 1996 годзе спецыялісты Intel пачалі яе практычную распрацоўку.

Згодна з канцэпцыяй амерыканскай карпарацыі, працэсар, апрацоўваючы дадзеныя ад адной праграмы, мог бы накіроўваць прастойваюць рэсурсы на працу з іншым прыкладаннем (ці кампанентам бягучага, але якія маюць іншую структуру і патрабавальным задзейнічання дадатковых рэсурсаў). Адпаведны алгарытм таксама меркаваў эфектыўнае ўзаемадзеянне з іншымі апаратнымі кампанентамі ПК - аператыўнай памяццю, чыпсэтам, а таксама праграмамі.

Intel атрымалася вырашыць пастаўленую задачу. Першапачаткова тэхналогія называлася Willamette. У 1999 годзе яна была ўкаранёная ў архітэктуру некаторых працэсараў, і пачалося яе тэставанне. Неўзабаве тэхналогія атрымала сучасную назву - Hyper-Threading. Што гэта менавіта было - просты рэбрэндынг ці кардынальныя карэкціроўкі платформы, сказаць складана. Далейшыя факты, якія тычацца з'яўлення тэхналогіі на публіцы і яе рэалізацыі ў розных мадэлях працэсараў Intel, нам ужо вядомыя. У ліку распаўсюджаных сёння найменняў распрацоўкі - Hyper-Threading Technology.

Аспекты сумяшчальнасці з тэхналогіяй

Наколькі якасна рэалізавана падтрымка тэхналогіі Hyper-Threading ў аперацыйных сістэмах? Можна адзначыць, што калі гаворка ідзе пра сучасныя версіях Windows, то ніякіх праблем з тым, каб карыстальнік паўнавартасна задзейнічаў перавагі Intel Hyper-Threading Technology, не ўзнікне. Зразумела, вельмі важна таксама і тое, каб тэхналогію падтрымлівала сістэма ўводу-высновы - пра гэта мы сказалі вышэй.

Праграмныя і апаратныя фактары

Датычна старых версій АС - Windows 98, NT і адносна састарэлай XP, неабходная ўмова сумяшчальнасці з Hyper-Threading - падтрымка ACPI. Калі ў АС яна не рэалізаваная, то не ўсе патокі вылічэнняў, якія ўтвораны адпаведнымі модулямі, будуць распазнаныя кампутарам. Адзначым, што Windows XP ў цэлым забяспечвае задзейнічанне пераваг разгляданай тэхналогіі. Таксама вельмі пажадана, каб алгарытмы шматструменнасці былі рэалізаваны і ў якія выкарыстоўваюцца уладальнікам ПК прыкладаннях.

Часам можа спатрэбіцца замена мацярынскай платы ПК - у выпадку ўстаноўкі на ёй працэсараў з падтрымкай Hyper-Threading замест тых, якія стаялі на ёй першапачаткова і не былі сумяшчальныя з тэхналогіяй. Аднак, як і ў выпадку з аперацыйнымі сістэмамі, асаблівых праблем не будзе, калі ў распараджэнні карыстальніка - сучасны ПК ці хаця б адпаведны па кампанентаў «жалеза» першым працэсарам Intel Core i5. Hyper Threading, як мы адзначылі вышэй, рэалізаваны ў лінейцы Core, і адаптаваныя да яго чыпсэты на матчыных поплатках цалкам падтрымліваюць адпаведныя функцыі мікрасхемы.

крытэрыі паскарэння

Калі кампутар на ўзроўні апаратных і праграмных кампанентаў не будзе сумяшчальны з Hyper-Threading, то дадзеная тэхналогія, у тэорыі, можа нават запаволіць яго працу. Такое становішча спраў прымусіла некаторых IT-спецыялістаў ўсумніцца ў перспектыўнасці рашэння ад Intel. Яны вырашылі, што не тэхналагічны скачок, а маркетынгавы ход ляжыць у аснове канцэпцыі Hyper Threading, што гэта алгарытм, які ў сілу сваёй архітэктуры не здольны прыкметна паскорыць працу ПК. Але сумневы крытыкаў былі досыць хутка разьвеяны інжынерамі Intel.

Такім чынам, базавыя ўмовы для таго, каб тэхналогія была паспяхова задзейнічана:

- падтрымка Hyper-Threading сістэмай ўводу-вываду;

- сумяшчальнасць мацярынскай платы з працэсарам адпаведнага тыпу;

- падтрымка тэхналогіі аперацыйнай сістэмай і канкрэтным дадаткам, якія працуюць у ёй.

Калі па першых двух пунктах асаблівых праблем не павінна з'явіцца, то ў аспекце сумяшчальнасці праграм з Hyper-Threading ўсё ж могуць узнікаць некаторыя накладкі. Але можна адзначыць, што калі дадатак падтрымлівае, да прыкладу, працу з двух'ядравымі працэсарамі, то яно будзе сумяшчальна, практычна гарантавана, з тэхналогіяй ад Intel.

Прынамсі ёсць даследаванні, якія пацвярджаюць рост прадукцыйнасці праграм, адаптаваных да двух'ядравым мікрасхемамі, прыкладна на 15-18%, калі ў працэсары працуюць модулі Intel Hyper Threading. Як адключыць іх - мы ўжо ведаем (на выпадак, калі ў карыстальніка ўзнікнуць сумненні ў мэтазгоднасці задзейнічання тэхналогіі). Але адчувальных падстаў для іх з'яўлення, верагодна, вельмі няшмат.

Практычная карыснасць Hyper-Threading

Ці дала тэхналогія, пра якую ідзе гаворка, адчувальныя канкурэнтныя перавагі кампаніі Intel? Ёсць розныя меркаванні на гэты конт. Але вельмі многія адзначаюць: настолькі стала запатрабаванай тэхналогія Hyper-Threading, што гэтае рашэнне стала незаменным для многіх вытворцаў серверных сістэм, да таго ж было станоўча сустрэта радавымі карыстальнікамі ПК.

Апаратная апрацоўка дадзеных

Асноўная перавага тэхналогіі - у тым, што яна рэалізаваная ў апаратным фармаце. Гэта значыць асноўная частка вылічэнняў будзе рабіцца ўнутры працэсара на спецыяльных модулях, а не ў выглядзе праграмных алгарытмаў, якія перадаюцца на ўзровень асноўнага ядра мікрасхемы - што прадугледжвала б зніжэнне агульнай прадукцыйнасці ПК. У цэлым, як адзначаюць IT-эксперты, інжынерам Intel атрымалася вырашыць задачу, якая была вызначана імі ў пачатку распрацоўкі тэхналогіі - прымусіць працэсар функцыянаваць больш эфектыўна. Сапраўды, як паказалі тэсты, пры вырашэнні многіх практычна значных для карыстальніка задач выкарыстанне Hyper-Threading дазволіла істотна паскорыць працу.

Можна адзначыць, што сярод працэсараў Pentium 4 тыя мікрасхемы, якія былі абсталяваныя модулямі падтрымкі разгляданай тэхналогіі, працавалі істотна больш эфектыўна першых мадыфікацый. Шмат у чым гэта выяўлялася ў здольнасці ПК функцыянаваць у рэжыме рэальнага шматзадачнасці - калі адкрыта некалькі рознатыповых прыкладанняў Windows, і вельмі непажадана, каб у сілу актывізацыі спажывання рэсурсаў сістэмы адным з іх зніжалася хуткасць працы іншых.

Адначасовае рашэнне розных задач

Такім чынам, працэсары з падтрымкай Hyper-Threading лепш адаптаваныя, чым мікрасхемы, несумяшчальныя з ёй, да адначасовага запуску, да прыкладу, браўзэра, прайграванню музыкі і працы з дакументамі. Зразумела, усе гэтыя перавагі адчуваюцца карыстальнікам на практыцы, толькі калі праграмныя і апаратныя кампаненты ПК характарызуюцца дастатковай сумяшчальнасцю з падобным рэжымам працы.

аналагічныя распрацоўкі

Тэхналогія Hyper-Threading - не адзіная, якая створана з мэтай павышэння прадукцыйнасці ПК за кошт шматструменных вылічэнняў. У яе ёсць аналагі.

Напрыклад, у працэсарах POWER5, выпушчаных кампаніяй IBM, таксама рэалізавана падтрымка шматструменнасці. То бок, кожнае з ядраў працэсара (усяго на ім ўстаноўлена 2 адпаведных элемента), можа выконваць задачы ў рамках 2 патокаў. Тым самым мікрасхема апрацоўвае 4 патоку вылічэнняў адначасова.

У кампаніі AMD таксама ёсць выдатныя вынікі працы ў галіне канцэпцый шматструменнасці. Так, вядома, што ў архітэктуры Bulldozer задзейнічаюцца алгарытмы, падобныя з Hyper-Threading. Асаблівасць рашэнні ад AMD у тым, што кожны з патокаў апрацоўвае асобныя блокі працэсара. Пры гэтым кэш другога ўзроўня застаецца агульным. Падобныя канцэпцыі рэалізаваны і ў распрацаванай AMD архітэктуры Bobcat, якая адаптаваная для наўтбукаў і невялікіх ПК.

Зразумела, простымі аналагамі канцэпцыі ад AMD, IBM і Intel можна лічыць вельмі ўмоўна. Роўна як і падыходы да канструявання архітэктуры працэсараў ў цэлым. Але прынцыпы, рэалізаваныя ў адпаведных тэхналогіях, можна лічыць цалкам падобнымі, а мэты, якія пастаўлены распрацоўшчыкамі ў аспекце павышэння эфектыўнасці функцыянавання мікрасхем - вельмі блізкімі па сутнасці, калі не ідэнтычнымі.

Такія ключавыя факты, якія тычацца найцікавай тэхналогіі ад Intel. Што яна сабой уяўляе, як уключыць Hyper-Threading або, наадварот, дэзактываваць, мы вызначылі. Справа, верагодна, у практычным выкарыстанні яе пераваг, якія можна задзейнічаць, пераканаўшыся, што ПК у апаратных і праграмных кампанентах падтрымлівае тэхналогію.