Protsessorlarda Hyper-threading texnologiyasi

Protsessorlarda Hyper-threading texnologiyasi.
Hyper Threading texnologiyasini tushunish juda muhim xisoblanadi, asosiy funksiyalar esa Intel protsessorlarida.
Protsessorlar tomonidan erishilgan barcha yutuqlarga qaramay, ular bitta muhim kamchilikka ega - ular bir vaqtning o'zida faqat bitta ko'rsatmani bajarishlari mumkin. Aytaylik, siz matn muharriri, brauzer va Skype kabi dasturlarni bir vaqtning o'zida ishlayabsiz. Foydalanuvchi nuqtai nazaridan ushbu dasturiy ta'minot muhitini ko'p vazifali deb atash mumkin, ammo protsessor nuqtai nazaridan bu ishdan uzoqdir. Protsessor yadrosi ma'lum bir vaqt ichida bitta buyruqni bajaradi. Bunday holda, protsessorning vazifasi protsessorning vaqt resurslarini alohida dasturlar o'rtasida taqsimlashni o'z ichiga oladi. Ko'rsatmalarning ketma-ket bajarilishi juda tez bo'lgani uchun, biz buni sezmaysiz. Va bizga hech qanday kechikish yo'qdek tuyuladi. Ammo hali ham kechikish mavjud. Kechikish protsessorga dasturlarning har biri uchun ma'lumotlar yetkazib berilishi bilan bog'liq. Har bir ma'lumot oqimi ma'lum bir vaqtda kelishi va protsessor tomonidan alohida ishlov berilishi kerak. Hyper Threading texnologiyasi har bir protsessor yadrosi uchun ma'lumotlarni qayta ishlashni rejalashtirishga va bir vaqtning o'zida ikkita oqimga resurslarni taqsimlashga imkon beradi. Shuni ta'kidlash kerakki, zamonaviy protsessorlarning yadrosida bir vaqtning o'zida bir nechta ijro etuvchi qurilmalar mavjud bo'lib, ularning har biri ma'lumotlar ustida ma'lum bir operatsiyani bajarishga mo'ljallangan. Shu bilan birga, ushbu ijro etuvchi qurilmalarning ba'zilari bitta tipli ma'lumotlarni qayta ishlash paytida bo'sh bo'lishi mumkin. Hyper-Threadingni qo'llab-quvvatlaydigan ikki yadroli protsessorli kompyuterni yoqqaningizdan va Performance yorlig'ida Windows Task Manager-ni ochganingizdan so'ng, siz unda to'rtta grafikni topasiz. Ammo bu aslida sizda 4 ta protsessor yadrosi bor degani emas. Buning sababi, Windows har bir yadro ikkita mantiqiy protsessorga ega deb taxmin qiladi. "Mantiqiy protsessor" atamasi kulgili tuyuladi, ammo bu jismonan mavjud bo'lmagan protsessorni anglatadi. Windows har bir mantiqiy protsessorga ma'lumotlar oqimlarini yuborishi mumkin, ammo aslida bu ishni faqat bitta yadro bajaradi. Shuning uchun, Hyper Threading texnologiyasiga ega bo'lgan bitta yadro alohida jismoniy yadrolardan sezilarli darajada farq qiladi.
Hyper Threading Technology quyidagi apparat va dasturiy ta'minotni qo'llab-quvvatlashni talab qiladi:
Markaziy protsessor
Anakart chipseti
Operatsion tizim
Tashqi ko'rinishi va amalga oshirilishi
Biz Hyper-threading allaqachon o'zining 15 yilligini nishonlagan deb taxmin qilishimiz mumkin. Axir, u 2002 yilda chiqarilgan va dastlab Xeon mahsulotlarida ishlay boshlagan super-threading texnologiyasi asosida ishlab chiqilgan, keyin o'sha yili Pentium 4 ga qo'shilgan. Ushbu texnologiyalar uchun mualliflik huquqi Intelga tegishli. Hyper Threading yuqori soat tezligi bilan ajralib turadigan NetBurst mikroarxitekturasida ishlaydigan protsessorlarda amalga oshiriladi. Texnologiyalarni qo'llab-quvvatlash Core vPro, M va Xeon oilalari modellarida amalga oshiriladi. Biroq, Core 2 seriyasida ("Duo", "Quad") birlashtirilmagan. Amaliyot printsipiga o'xshash texnologiya Atom va Itaniumda qo'llaniladi. Buni qanday yoqish mumkin? Bizda nafaqat yuqoridagi protsessorlardan biri, balki Hyper Threadingni yoqish va o'chirish imkoniyati mavjud bo'lgan texnologiyaga asoslangan operatsion tizim va BIOS bo'lishi kerak. Agar yo'q bo'lsa, BIOS-ni yangilang.
Texnologiyaning afzalliklari;
Endi keyingi savolni ko'rib chiqamiz - Hyper Threading texnologiyasi kompyuter ish faoliyatini qanchalik oshiradi? Internetda sayr qilish va matn terish kabi kundalik ishlarda texnologiyaning afzalliklari shunchalik ravshan emas. Shuni yodda tutingki, bugungi protsessorlar shunchalik kuchliki, kundalik vazifalar kamdan-kam hollarda protsessorni to'liq ishlashga majbur qiladi. Bundan tashqari, ko'p narsa qanday yozilganiga bog'liq Dasturiy ta’minot. Biz bir vaqtning o'zida bir nechta dasturlarni ishga tushirishimiz mumkin, ammo yuklanish grafigiga qarab, bitta yadro uchun faqat bitta mantiqiy protsessor ishlatilishini ko'rasiz. Buning sababi shundaki, dastur yadrolar orasidagi jarayonlarni taqsimlashni qo'llab-quvvatlamaydi.
Biroq, yanada murakkab vazifalarda, Hyper Threading yanada foydali bo'lishi mumkin. 3D modellashtirish dasturlari, 3D o'yinlar, musiqa yoki videoni kodlash/dekodlash dasturi va ko'plab ilmiy dasturlar protsessorni maksimal darajada ishlashiga majbur qiladi. Shuning uchun biz murakkab o'yinlarni o'ynash, musiqa tinglash yoki film tomosha qilish orqali Hyper Threading-yoqilgan kompyuterning ishlash imkoniyatlaridan foydalanishimiz mumkin. Shu bilan birga, protsessor ishlashining o'sishi 30% ga yetishi mumkin, ammo Hyper Threading umuman ustunlik bermaydigan holatlar xam bo'lishi mumkin.
BIOS Setup-da Hyper Threading parametrlarini o'rnatishga imkon beradigan mos keladigan parametrning mavjudligiga qaytsak, aksariyat hollarda ushbu funksiyani yoqish tavsiya etiladi. Ammo, agar kompyuter xatolar bilan ishlayotgan bo'lsa yoki hatto siz kutganingizdan pastroq ishlashga ega bo'lsa, uni har doim o'chirib qo'yishingiz mumkin.
Hyper-threadingning ijobiy va salbiy tomonlari
Yuqoridagi ma'lumotlardan allaqachon texnologiyaning ba'zi afzalliklari to'g'risida xulosa chiqarishingiz mumkin. Men ularga yana bir nechta so'zlarni qo'shaman:
Parallel ravishda bir nechta dasturlarning barqaror ishlashi;
Internetda sayr qilish yoki ilovalar bilan ishlashda qisqartirilgan javob vaqti.
Quyidagi sabablarga ko'ra ishlash samaradorligi oshmasligi mumkin:
Kesh xotirasi yetarli emas. Masalan, 4 yadroli i7 protsessorlari 8 MB keshga ega, ammo bir xil mantiqiy yadrolar mavjud. Biz yadro uchun atigi 1 MB olamiz, bu ko'pgina dasturlarning hisoblash vazifalarini bajarishi uchun yetarli emas. Shu sababli, unumdorlik nafaqat bir joyda turmaydi, balki pasayadi.
Ma'lumotlarga bog'liqlik. Aytaylik, birinchi oqim darhol ikkinchisidan ma'lumot so'raydi, lekin u hali tayyor emas yoki boshqa oqimga navbatga qo'yilgan. Vazifani tezda bajarish uchun siklik ma'lumotlarga ma'lum bloklar kerak bo'ladi, ammo ular allaqachon boshqa ishlar bilan band.
Yadroga ortiqcha yuk . Yadro allaqachon haddan tashqari yuklangan bo'lishi mumkin, ammo shunga qaramay, taxmin qilish moduli unga ma'lumotlarni yuboradi, natijada kompyuter sekinlasha boshlaydi.
Hyper-threading qayerda kerak?
Texnologiya resurslarni talab qiladigan dasturlardan foydalanganda foydali bo'ladi: audio, video va foto muharrirlari, o'yinlar, arxivatorlar. Ular orasida Photoshop, Maya, 3D's Max, Corel Draw, WinRar va boshqalar mavjud. Dastur Hyper-threading uchun optimallashtirilgan bo'lishi muhimdir. Aks holda, kechikishlar bo'lishi mumkin. Haqiqat shundaki, dasturlar mantiqiy yadrolarni fizik deb hisoblaydi, shuning uchun ular bitta blokga turli xil vazifalarni yuborishlari mumkin. Xech bo'lmaganda bir marta BIOS-ni o'rnatgan foydalanuvchilar, ehtimol u yerda tushunarsiz Intel Hyper Threading parametri mavjudligini payqashgan. Ko'pchilik ushbu texnologiya nima ekanligini va qaysi maqsadda ishlatilishini bilmaydi. Keling, Hyper Threading nima ekanligini va ushbu yordamdan qanday foydalanishni yoqish mumkinligini tushunish kerak.
Hyper-threading texnologiyasi
Hyper-threading – bu giper-oqimlik. “Hyper-threading texnologiyasi” protsessorga bir vaqtning o’zida ikkita oqimni yoki buyruqlar (ko’rsatmalar) to’plamini bajarishga imkon beradi. Hyper-threading ikkita oqimni parallel ravishda bajarishga imkon berganligi sababli, bu ikkita alohida protsessorni birgalikda ishlashiga o’xshaydi. Hyper-threading texnologiyasi SMT texnologiyasining shaklidir.
Bu texnologiya birinchi bo’lib Intel Xeon MP protsessorida qo’llanilgan:
bitta fizik protsessorni bir nechta mantiqiy protsessorlar sifatida ko’rsatadi;
har bir mantiqiy protsessor arxitektura holati (Arch State) nusxasiga ega;
mantiqiy protsessorlar fizik resusrlarning yagona to’plamini bo’lishadilar.
Hyper-threading texnologiyasi
Hyper-threading texnologiyasi afzalliklari:
Faqat bitta oqim faol bo’lsa, unumdorlik yo’qoladi. Bir nechta oqimdan foydalanganda unumdorlik oshadi;
Hyper-Threading texnologiyasi protsessorlardan foydalanishni yaxshilash uchun mo’ljallangan;
Oqim darajasida parallellikni yaxshilash.
Hyper-threading texnologiyasi kamchiliklari:
Hyper-threading ning unumdorligidan foydalanish uchun, siz ketma-ket bajarishdan foydalana olmaysiz;
Oqimlar aniqlanmaydi va qo’shimcha dizaynni talab qiladi;
Oqimlar soni haddan tashqari ko’p va bu qo’shimcha xarajatga olib keladi;
Birgalikda ishlatiladigan manba muammolari;
Yuqori quvvat sarfi.
Hyper-threading texnologiyasining biznes uchun foydalari:
Elektron biznes uchun yuqori narxlar;
Oxirgi foydalanuvchilar va mijozlar uchun tezkor reaksiya va javob vaqtlari;
Server tizimini qo’llab-quvvatlaydigan foydalanuvchilar sonining ko’payishi;
Serverdagi yuklanishni oshishini boshqarish;
Mavjud server dasturlari va operatsion tizimlariga mos keladi.
Hyper-threading texnologiyasi ishlash sxemasi.
MT (Simultaneous multithreading) – bir vaqtda ko’p oqimlilik.
SMT ning maqsadi – bitta siklda bir nechta oqimlarda bir nechta buyruqlarni ishga tushurish. Buning uchun protsessor superskalyar bo’lishi kerak. SMT konveyerdagi har bir bosqich uchun qo’shimcha harajatlarni talab qiladi, u har bir ishlov beradigan buyruqning oqim raqamini hisobga oladi.
Simmetrik multiprotsessing.
|