Kaip „Hyper Threading“ veikia „Intel Core i7“ procesoriuose?
Kaip „Hyper Threading“ veikia „Intel Core i7“ procesoriuose?
Autorius Billas Wilsonas 2019 m. Rugsėjo 10 d. Perskaitytos 4 minutės„Hyper-Threading“ terminą girdėjote daugybę kartų. Manoma, kad tai yra stebuklinga technologija, kuri padvigubina jūsų procesoriaus greitį, kai tik jis įjungiamas. Įmonės gali jį įjungti arba išjungti ir imti daug daugiau, kaip priemoka.
Norėčiau pasakyti, kad visa tai yra visiška nesąmonė ir kad šiuo straipsniu siekiama išmokyti jus geriau suprasti, kas yra „Hyper-Threading“. Šis straipsnis bus labai draugiškas naujokams.
Įvadas
Senesnėmis dienomis, jei „Intel“ ar „AMD“ turėtų atlikti spartesnį procesorių, jie paprastai padidintų galimą tranzistorių skaičių, sumažindami juos ir daugiau pritaisydami toje pačioje erdvėje, ir bandė padidinti jų dažnius (matuojant MHz / GHz). Visi centriniai procesoriai turėjo tik vieną branduolį. Procesoriai tapo 32 bitų ir galėjo valdyti iki 4 GB RAM. Vėliau jie perėjo prie 64 bitų procesorių, galinčių valdyti RAM šuolius daugiau nei tik 4 GB. Tada buvo nuspręsta naudoti kelis branduolius ir paskirstyti darbo krūvius šiems keliems branduoliams, kad būtų galima efektyviau skaičiuoti. Visi branduoliai bendrauja tarpusavyje, kad paskirstytų bet kokias užduotis. Sakoma, kad tokia užduotis yra kelių gijų užduotis.
Procesoriaus dalys
Centrinis procesorius susideda iš šių dalių, kurios veikia harmoningai. Kaip minėta pirmiau, tai bus supaprastinimas. Tai paprasčiausiai avarijos kursas ir nelaikykite šios informacijos Evangelijos žodžiu. Šios dalys nėra išvardytos jokia tvarka:
- Tvarkaraštis (faktiškai OS lygiu)
- Atnešėjas
- Dekoderis
- Šerdis
- Siūlas
- Talpykla
- Atminties ir įvesties / išvesties valdiklis
- FPU (slankiojo kablelio vienetas)
- Registrai
Šių dalių funkcijos yra tokios
Atmintis ir įvesties / išvesties valdiklis valdo duomenų įvedimą ir išėjimą iš procesoriaus ir iš jo. Duomenys iš kietojo disko arba SSD perkeliami į RAM, tada svarbesni duomenys perkeliami į procesoriaus talpyklą. Talpykla turi 3 lygius. Pavyzdžiui. „Core i7 7700K“ L3 talpykla yra 8 MB. Šią talpyklą dalijasi visas procesorius 2 MB kiekvienam branduoliui. Duomenis iš čia surenka greitesnė L2 talpykla. Kiekvienas branduolys turi savo L2 talpyklą, kuri iš viso yra 1 MB ir 256 KB kiekvienam branduoliui. Kaip „Core i7“ atveju, jis turi „Hyper-Threading“. Kiekviena šerdis turi 2 gijas, todėl šią L2 talpyklą dalijasi abi gijos. L1 talpykla iš viso yra 256 KB, 32 MB kiekvienai gijai. Tada duomenys patenka į registrus, kurie iš viso yra 8 registrai 32 bitų režimu ir 16 registrų 64 bitų režimu. OS (operacinė sistema) suplanuoja procesus ar instrukcijas pagal turimą giją. Kadangi i7 yra 8 gijos, jis persijungs į gijas ir iš jų. Tokios OS kaip „Windows“ ar „Linux“ yra pakankamai protingos, kad žinotų, kas yra fiziniai, o kas - loginiai.
Kaip veikia „Hyper Threading“?
Tradiciniame daugelio branduolių procesoriuje kiekvienas fizinis branduolys turi savo išteklius, o kiekvieną branduolį sudaro viena gija, turinti nepriklausomą prieigą prie visų išteklių. „Hyper-Threading“ apima 2 (arba retais atvejais daugiau) gijas, naudojančias tuos pačius išteklius. Planuotojas gali perjungti užduotis ir procesus tarp šių gijų. 
Tradiciniame kelių branduolių procesoriuje branduolys gali „stovėti“ arba likti nenaudojamas, jei jam nėra priskirti jokie duomenys ar procesas. Ši būsena vadinama badu ir ją sveikai išsprendžia SMT arba „Hyper-Threading“.
Fizinės ir loginės branduolys (ir kas yra gijos)
Perskaitę beveik kiekvieno „Core i5“ specifikacijų lapą, pastebėsite, kad jis turi 4 fizinius branduolius ir 4 loginius branduolius arba 4 siūlus („Coffee Lake i5“ turi 6 branduolius ir 6 siūlus). Visi i7 iki 7700K yra 4 branduoliai ir 8 gijos / loginiai branduoliai. „Intel“ procesorių architektūros kontekste gijos ir loginiai branduoliai yra tas pats dalykas. Nuo pirmosios kartos „Nehalem“ iki šios dienos jie nepakeitė savo architektūros išdėstymo su „Coffee Lake“, todėl ši informacija išliks. Šios informacijos nepakaks senesniems AMD procesoriams, tačiau „Ryzen“ taip pat pakeitė daug jų išdėstymą, o jų procesoriai šiuo metu yra panašūs į „Intel“.
Hyper Threading privalumai
- „Hyper-Threading“ išsprendžia „bado“ problemą. Jei branduolys ar gija yra laisvi, tvarkaraštis gali perduoti duomenis jam, o ne likti tuščiąja eiga arba laukti, kol per ją tekės kiti nauji duomenys.
- Daug didesnį ir lygiagrečią darbo krūvį galima atlikti efektyviau. Kadangi yra daugiau gijų, kurias reikia lygiagrečiai pritaikyti, programos, kurios labai priklauso nuo kelių gijų, gali žymiai padidinti jų darbą (nors ir ne dvigubai greičiau).
- Jei žaidžiate ir fone atliekate kokią nors svarbią užduotį, procesorius nesistengs pateikti tinkamų rėmelių ir sklandžiai vykdyti tą užduotį, nes gali perjungti išteklius tarp gijų.
Hyper Threading trūkumai
Toliau pateikiami nedaug trūkumų, jie yra daugiau nepatogumų.
- Norint pasinaudoti „Hyper-Threading“ reikia įdiegti iš programinės įrangos lygio. Nepaisant to, kad vis daugiau programų yra sukurtos siekiant pasinaudoti keliomis gijomis, programos, kurios neišnaudoja jokios SMT („Simply Multi-Threading“) technologijos ar net kelių fizinių branduolių, nepaisant to, veiks vienodai. Šių programų veikimas labiau priklauso nuo procesoriaus laikrodžio greičio ir IPC.
- Dėl „Hyper-Threading“ procesorius gali sukurti daugiau šilumos. Štai kodėl „i5s“ laikrodis buvo daug didesnis nei „i7“, nes jie nešildė tiek, kiek turi mažiau siūlų.
- Kelios gijos dalijasi tais pačiais ištekliais branduolyje. Štai kodėl našumas nepadidėja. Tai yra labai protingas būdas padidinti efektyvumą ir padidinti našumą, kai tik įmanoma.
Išvada
„Hyper-Threading“ yra sena technologija, tačiau čia reikia likti. Kai programos tampa vis sudėtingesnės ir didėja Moore'o įstatymų mirtingumas, gebėjimas lygiagrečiai krūvius padėjo žymiai pagerinti. Galimybė atlikti dalinai lygiagrečius darbo krūvius padeda padidinti jūsų produktyvumą ir greičiau atlikti darbus, nesmaugiant. Ir jei norite įsigyti geriausią pagrindinę plokštę savo 7-osios kartos „i7“ procesoriui, pažiūrėkite į šį straipsnį.
| # | Peržiūra | vardas | „NVIDIA SLI“ | „AMD CrossFire“ | VRM fazės | RGB | Pirkimas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 |  | ASUS MAXIMUS IX FORMULA |  | | 10 | | Tikrinti kainą |
| 2 |  | „MSI Arsenal Gaming Intel Z270“ |  | | 10 | | Tikrinti kainą |
| 3 |  | „MSI Performance Gaming Intel Z270“ | | | 11 | | Tikrinti kainą |
| 4 |  | „ASRock Gaming K6 Z270“ | | | 10+2 | | Tikrinti kainą |
| 5 |  | „GIGABYTE AORUS GA-Z270X Gaming 8“ | | | 11 | | Tikrinti kainą |
| # | 1 |
| Peržiūra | |
| vardas | ASUS MAXIMUS IX FORMULA |
| „NVIDIA SLI“ | |
| „AMD CrossFire“ | |
| VRM fazės | 10 |
| RGB | |
| Pirkimas | Tikrinti kainą |
| # | 2 |
| Peržiūra | |
| vardas | „MSI Arsenal Gaming Intel Z270“ |
| „NVIDIA SLI“ | |
| „AMD CrossFire“ | |
| VRM fazės | 10 |
| RGB | |
| Pirkimas | Tikrinti kainą |
| # | 3 |
| Peržiūra | |
| vardas | „MSI Performance Gaming Intel Z270“ |
| „NVIDIA SLI“ | |
| „AMD CrossFire“ | |
| VRM fazės | 11 |
| RGB | |
| Pirkimas | Tikrinti kainą |
| # | 4 |
| Peržiūra | |
| vardas | „ASRock Gaming K6 Z270“ |
| „NVIDIA SLI“ | |
| „AMD CrossFire“ | |
| VRM fazės | 10+2 |
| RGB | |
| Pirkimas | Tikrinti kainą |
| # | 5 |
| Peržiūra | |
| vardas | „GIGABYTE AORUS GA-Z270X Gaming 8“ |
| „NVIDIA SLI“ | |
| „AMD CrossFire“ | |
| VRM fazės | 11 |
| RGB | |
| Pirkimas | Tikrinti kainą |
Paskutinis atnaujinimas 2020-12-23, 05:32 / Partnerių nuorodos / Vaizdai iš „Amazon Product Advertising API“
