Kako Hyper Threading funkcionira u procesorima Intel Core i7?

Pojam Hyper-Threading čuli ste puno puta. To bi trebala biti neka čarobna tehnologija koja udvostručuje brzinu vašeg procesora nakon što je omogućen. Tvrtke ga mogu uključiti ili isključiti i naplatiti puno više kao premija.

Želio bih reći da su sve to potpune gluposti i da vam ovaj članak želi educirati da bolje razumijete što je Hyper-Threading. Ovaj će članak biti vrlo prikladan za novake.

Predgovor

U starijim danima, ako bi Intel ili AMD morali izraditi brži CPU, općenito bi povećali potencijalni broj tranzistora tako što bi ih smanjili i smjestili više u isti prostor te pokušali povećati njihove frekvencije (mjerene u MHz / GHz). Svi CPU imali su samo jednu jedru. CPU su postali 32 bitni i mogli su nositi RAM do 4 GB. Kasnije su prešli na 64-bitne procesore koji su mogli podnijeti skokove i ograničenja RAM-a više od samo 4 GB. Tada je odlučeno koristiti više jezgri i rasporediti radna opterećenja po tim više jezgri za učinkovitije računanje. Sve jezgre međusobno komuniciraju radi distribucije bilo kojeg zadatka. Za takav se zadatak kaže da je zadatak s više niti.

Dijelovi procesora

CPU se sastoji od sljedećih dijelova koji djeluju skladno. Kao što je gore spomenuto, ovo će biti pretjerano pojednostavljenje. Ovo je jednostavno nesretni tečaj i nemojte uzimati ove podatke kao riječ Evanđelja. Ovi dijelovi nisu navedeni po određenom redoslijedu:

• Planer (zapravo na razini OS-a)
• Dohvatač
• Dekoder
• Jezgra
• Nit
• Predmemorija
• Memorija i I / O kontroler
• FPU (jedinica s pomičnom zarezom)
• Registri

Funkcije ovih dijelova su sljedeće

Upravljač memorije i I / O upravlja unosom i izlazom podataka u i iz CPU-a. Podaci se prenose s tvrdog diska ili SSD-a na RAM, a zatim se važniji podaci unose u predmemoriju CPU-a. Predmemorija ima 3 razine. Za npr. Core i7 7700K ima L3 predmemoriju od 8 MB. Ovu predmemoriju dijeli cijeli CPU s 2 MB po jezgri. Podatke odavde skuplja brža L2 predmemorija. Svaka jezgra ima vlastitu L2 predmemoriju koja ukupno iznosi 1 MB i 256 KB po jezgri. Kao i Core i7, ima Hyper-Threading. Svaka jezgra ima 2 niti, tako da ovu L2 predmemoriju dijele obje niti. Ukupno L1 predmemorija iznosi 256 KB s 32 KB po niti. Ovdje podaci zatim ulaze u registre koji su ukupno 8 registara u 32-bitnom načinu i 16 registara u 64-bitnom načinu. OS (operativni sustav) raspoređuje procese ili upute za dostupnu nit. Kako u i7 postoji 8 niti, on će se prebaciti na niti s niti unutar jezgri. OS poput Windows ili Linux dovoljno su pametni da znaju što su fizičke jezgre, a što logične jezgre.

Kako funkcionira Hyper Threading?

U tradicionalnom CPU-u s više jezgri, svaka fizička jezgra ima vlastite resurse, a svaka se jezgra sastoji od jedne niti koja ima neovisan pristup svim resursima. Hyper-Threading uključuje 2 (ili u rijetkim slučajevima više) niti koje dijele iste resurse. Planer može prebacivati ​​zadatke i procese između ovih niti.

U tradicionalnom CPU-u s više jezgri, jezgra se može „parkirati“ ili ostati u stanju mirovanja ako joj nisu dodijeljeni nikakvi podaci ili procesi. To se stanje naziva gladovanjem i zdravo ga rješava SMT ili Hyper-Threading.

Fizička vs logička jezgra (i što su niti)

Ako pročitate tehnički list za gotovo svaki Core i5, primijetit ćete da ima 4 fizičke jezgre i 4 logičke jezgre ili 4 niti (Coffee Lake i5s ima 6 jezgri i 6 niti). Svi i7 do 7700K su 4 jezgre i 8 niti / logičke jezgre. U kontekstu Intelove CPU arhitekture, niti i logičke jezgre su ista stvar. Nisu promijenili izgled svoje arhitekture od 1. generacije Nehalema, pa sve do danas s Lakeom kave, tako da će se ovi podaci zadržati. Ove informacije neće biti dovoljne za starije AMD-ove CPU-ove, ali Ryzen je također promijenio puno njihovog izgleda, a njihovi procesori sada su dizajnom slični Intelovim.

Prednosti hiper navoja

• Hyper-Threading rješava problem 'gladovanja'. Ako je jezgra ili nit slobodna, planer joj može proslijediti podatke umjesto da jezgra ostane neaktivna ili čeka da kroz nju prođu neki drugi novi podaci.
• Mnogo veća i paralelna opterećenja mogu se obaviti s većom učinkovitošću. Kako postoji više niti za paraleliziranje, aplikacije koje uvelike ovise o više niti mogu znatno poboljšati svoj rad (ne dvostruko brže).
• Ako igrate igre i imate neki važan zadatak u pozadini, CPU se neće truditi pružiti odgovarajuće okvire i pokrenuti taj zadatak glatko jer može prebacivati ​​resurse između niti.

Mane Hyper Threadinga

Sljedeće nije puno nedostataka, već je više neugodnosti.

• Hyper-Threading treba implementirati sa softverske razine da bi to mogao iskoristiti. Iako se sve više i više aplikacija razvija kako bi iskoristilo prednost više niti, aplikacije koje ne iskoriste bilo kakvu SMT (simultanu višestruku nit) tehnologiju ili čak više fizičkih jezgri izvodit će potpuno iste bez obzira. Izvedba ovih aplikacija ovisi više o taktu i IPC-u CPU-a.
• Hiper-Threading može uzrokovati da CPU stvara više topline. Zbog toga su i5s radili puno više od i7s, jer se ne bi zagrijavali onoliko koliko imaju manje niti.
• Više niti dijeli iste resurse unutar jezgre. Zbog toga se izvedba ne udvostručuje. Umjesto toga, vrlo je pametna metoda za maksimiziranje učinkovitosti i poboljšanje performansi kad god je to moguće.

Zaključak

Hyper-Threading je stara tehnologija, ali ona ovdje ostaje. Kako su aplikacije sve zahtjevnije i sve veća stopa smrtnosti Mooreova zakona, sposobnost paraleliziranja radnog opterećenja pomogla je značajno poboljšati izvedbu. Mogućnost pokretanja djelomično paralelnih radnih opterećenja pomaže u povećanju vaše produktivnosti i bržem obavljanju posla bez mucanja. A ako želite kupiti najbolju matičnu ploču za svoj i7 procesor 7. generacije, pogledajte ovaj članak.

Posljednje ažuriranje 2021-01-05 u 22:02 / Povezane poveznice / Slike iz Amazonovog API-ja za oglašavanje proizvoda