Технология Hyper-Threading от Intel. Еще раз о Hyper-Threading

возможен самовывоз

видеообзор фото

14 100 руб.

Intel Материнская плата ASUS PRIME Z370-A II S1151, iZ370, 4xDDR4, 3xPCI-Ex16, 4xPCI-Ex1, DVI, DP, HDMI, SATAIII+RAID, GB Lan, USB3.1, ATX, Retail 90MB0ZT0-M0EAY0

С максимальный объем памяти 64 ГБ. Поддержка Hyper-Threading . Socket - LGA1151. Производитель чипсета - Intel. Поддержка режима SATA RAID. Основной разъем питания - 24-pin. Разъем HDMI на задней панели. Формфактор - ATX. Контроллер Ethernet. Поддержка SLI/CrossFire. Поддерживаемые процессоры - Intel. С количеством разъемов SATA 6Gb/s 6 шт. Встроенная графика. С количеством слотов PCI-E 7 шт. Тип памяти - DDR4. Разъем питания процессора - 8-pin. BIOS - AMI. DVI-выход на задней панели. Двухканальный режим памяти. С общим количеством интерфейсов USB 14 шт. Звук - HDA. С количеством слотов памяти 4. Контроллер SATA.

видеообзор фото

16 610 руб.

Intel Материнская плата MSI X299 RAIDER (S2066, X299, 8*DDR4, 4*PCI-E16x, PCI-E1x, SATA III+RAID, M.2, U.2, GB Lan, USB3.1, ATX, Retail)

С разъемом PS/2 (клавиатура). С четырехканальным режимом памяти. С разъемом PS/2 (мышь). Производитель чипсета - Intel. Socket - LGA2066. Основной разъем питания - 24-pin. С поддержкой Hyper-Threading . Разъем питания процессора - 8-pin. Максимальный объем памяти 128 ГБ. Поддерживаемые процессоры - Intel. BIOS - AMI. Общее количество интерфейсов USB 19 шт. Количество слотов памяти - 8. С контроллером SATA. С поддержкой режима SATA RAID. Формфактор - ATX. Тип памяти - DDR4. С двухканальным режимом памяти. Количество слотов PCI-E 5 шт. Количество разъемов SATA 6Gb/s 8 шт. С поддержкой SLI/CrossFire. С контроллером Ethernet. Звук - HDA.

видеообзор фото

18 420 руб.

Intel Мат плата Supermicro MBD-X10SRA-F-O 1xLGA2011-R3/-iC612/-8xDDR4/-10xSATA3/-2lan/-4xPCIe x16/Audio/ATX (Square)

Поддержка Hyper-Threading . Встроенная графика. Производитель чипсета - Intel. С максимальный объем памяти 1024 ГБ. Разъем PS/2 (мышь). Двухканальный режим памяти. Разъем питания процессора - 8-pin. Поддерживаемые процессоры - Intel. Поддержка ECC. С количеством разъемов SATA 6Gb/s 10 шт. Контроллер Ethernet. BIOS - AMI. Поддержка режима SATA RAID. Контроллер SATA. D-Sub-выход на задней панели. С количеством разъемов USB 3.0 6 шт. Звук - HDA. Разъем PS/2 (клавиатура). С количеством слотов памяти 8. С общим количеством интерфейсов USB 8 шт. Socket - LGA 2011. Формфактор - ATX. С количеством слотов PCI-E 6 шт. Тип памяти - DDR4. Основной разъем питания - 24-pin.

фото

17 960 руб.

Intel Материнская плата MSI X299 SLI PLUS (S2066, X299, 8*DDR4, 4*PCI-E16x, 2*PCI-E1x, SATA III+RAID, M.2, U.2, 2*GB Lan, USB3.1, ATX, Retail)

Поддерживаемые процессоры - Intel. С контроллером Ethernet. Socket - LGA2066. Количество слотов памяти - 8. С контроллером SATA. Количество слотов PCI-E 6 шт. С поддержкой Hyper-Threading . Производитель чипсета - Intel. С поддержкой SLI/CrossFire. Основной разъем питания - 24-pin. Звук - HDA. С разъемом PS/2 (клавиатура). BIOS - AMI. Разъем питания процессора - 8-pin. Общее количество интерфейсов USB 19 шт. С поддержкой режима SATA RAID. С двухканальным режимом памяти. Количество разъемов SATA 6Gb/s 8 шт. Тип памяти - DDR4. С четырехканальным режимом памяти. Максимальный объем памяти 128 ГБ. Формфактор - ATX. С разъемом PS/2 (мышь).

видеообзор фото

27 490 руб.

Intel Материнская плата Supermicro X10DRL-I-O Soc-2011 iC612 eATX 10xSATA3 SATA RAID i210 2хGgbEth Ret MBD-X10DRL-I-O

Тип памяти - DDR4. Разъем питания процессора - 8-pin + 8-pin. С количеством слотов PCI-E 6 шт. С количеством разъемов SATA 6Gb/s 10 шт. BIOS - AMI. D-Sub-выход на задней панели. Поддержка Hyper-Threading . Формфактор - ATX. С общим количеством интерфейсов USB 9 шт. Поддерживаемые процессоры - Intel. Встроенная графика. Основной разъем питания - 24-pin. Socket - LGA 2011. Поддержка ECC. С количеством слотов памяти 8. Производитель чипсета - Intel. Поддержка режима SATA RAID. Контроллер SATA. Четырехканальный режим памяти. Контроллер Ethernet. С максимальный объем памяти 512 ГБ. С количеством разъемов USB 3.0 2 шт. Двухканальный режим памяти.

фото

4 960 руб.

С DVI-выходом на задней панели. Со встроенной графикой. Количество слотов PCI 1 шт. С контроллером SATA. Формфактор - mATX. С разъемом PS/2 (мышь). С D-Sub-выходом на задней панели. С поддержкой Hyper-Threading . Разъем питания процессора - 4-pin. Поддерживаемые процессоры - Intel. С контроллером Ethernet. Количество слотов памяти - 2. Общее количество интерфейсов USB 12 шт. Звук - HDA. Тип памяти - DDR3. BIOS - AMI. Максимальный объем памяти 32 ГБ. Производитель чипсета - Intel. Количество разъемов SATA 6Gb/s 4 шт. С разъемом PS/2 (клавиатура). С двухканальным режимом памяти. Количество слотов PCI-E 3 шт. С разъемом HDMI на задней панели. Количество разъемов USB 3.0 2 шт. Socket - LGA1151. Основной разъем питания - 24-pin.

возможен самовывоз

видеообзор фото

4 870 руб.

Материнская плата ASUS H110M-Plus H110 Socket-1151 2xDDR4, 4xSATA3, 1xPCI-E16x, 2xUSB3.0, 2xUSB3.1, D-Sub, DVI, HDMI, Glan, mATX

С количеством слотов памяти 2. Поддержка Hyper-Threading . BIOS - AMI. Контроллер SATA. DVI-выход на задней панели. Основной разъем питания - 24-pin. Разъем питания процессора - 4-pin. Звук - HDA. Socket - LGA1151. Тип памяти - DDR3. Двухканальный режим памяти. Контроллер Ethernet. С количеством разъемов SATA 6Gb/s 4 шт. Встроенная графика. С количеством слотов PCI-E 3 шт. D-Sub-выход на задней панели. Разъем PS/2 (клавиатура). С общим количеством интерфейсов USB 12 шт. Поддерживаемые процессоры - Intel. Разъем PS/2 (мышь). С максимальный объем памяти 32 ГБ. С количеством слотов PCI 1 шт. Формфактор - mATX. С количеством разъемов USB 3.0 2 шт. Производитель чипсета - Intel. Разъем HDMI на задней панели.

возможен самовывоз

видеообзор фото

4 980 руб.

Материнская плата ASUS H110 LGA1151 DDR4 (H110M-Plus) mATX, Ret

Тип памяти - DDR3. Socket - LGA1151. BIOS - AMI. Основной разъем питания - 24-pin. Производитель чипсета - Intel. Звук - HDA. Со встроенной графикой. Формфактор - mATX. С поддержкой Hyper-Threading . С двухканальным режимом памяти. С D-Sub-выходом на задней панели. Поддерживаемые процессоры - Intel. Общее количество интерфейсов USB 12 шт. С DVI-выходом на задней панели. Количество слотов PCI-E 3 шт. Разъем питания процессора - 4-pin. С разъемом HDMI на задней панели. С контроллером Ethernet. Количество слотов PCI 1 шт. Количество разъемов USB 3.0 2 шт. Количество разъемов SATA 6Gb/s 4 шт. С разъемом PS/2 (клавиатура). С контроллером SATA. Максимальный объем памяти 32 ГБ. Количество слотов памяти - 2. С разъемом PS/2 (мышь).

возможен кредит | возможен самовывоз

видеообзор фото

12 210 руб.

7% 13 090 руб.

Материнская плата ASUS TUF Z370 PRO Gaming 90MB0VL0-M0EAY0

Разъем питания процессора - 8-pin. Разъем PS/2 (клавиатура). Поддерживаемые процессоры - Intel. Поддержка Hyper-Threading . Звук - HDA. Разъем PS/2 (мышь). С количеством слотов памяти 4. С количеством слотов PCI-E 6 шт. Формфактор - ATX. Тип памяти - DDR4. С количеством разъемов SATA 6Gb/s 6 шт. С максимальный объем памяти 64 ГБ. Встроенная графика. Контроллер Ethernet. Поддержка SLI/CrossFire. Socket - LGA1151. BIOS - AMI. Производитель чипсета - Intel. Поддержка режима SATA RAID. Контроллер SATA. DVI-выход на задней панели. Двухканальный режим памяти. Основной разъем питания - 24-pin. С общим количеством интерфейсов USB 16 шт. Разъем HDMI на задней панели.

видеообзор фото

3 347 руб.

10% 3 720 руб.

Материнская плата mATX Biostar H110MDS2 Pro D4

С двухканальным режимом памяти. Общее количество интерфейсов USB 10 шт. С D-Sub-выходом на задней панели. Поддерживаемые процессоры - Intel. С DVI-выходом на задней панели. С поддержкой Hyper-Threading . Количество слотов PCI-E 3 шт. Разъем питания процессора - 4-pin. С контроллером Ethernet. Со встроенной графикой. Звук - HDA. Количество разъемов USB 3.0 2 шт. Количество разъемов SATA 6Gb/s 4 шт. С разъемом PS/2 (клавиатура). Тип памяти - DDR4. С контроллером SATA. Максимальный объем памяти 32 ГБ. Формфактор - mATX. Socket - LGA1151. BIOS - AMI. Количество слотов памяти - 2. Производитель чипсета - Intel. Основной разъем питания - 24-pin. С разъемом PS/2 (мышь).

возможен самовывоз

фото

4 471 руб.

Материнская плата asrock G41M-VS3 R2.0

D-Sub-выход на задней панели. Разъем PS/2 (клавиатура). С максимальной частотой шины 1333 МГц. С количеством слотов памяти 2. Поддерживаемые процессоры - Intel. Поддержка Hyper-Threading . Разъем питания процессора - 4-pin. Socket - LGA775. Звук - HDA. Разъем PS/2 (мышь). С количеством слотов PCI 1 шт. Тип памяти - DDR3. Встроенная графика. Формфактор - mATX. Контроллер Ethernet. BIOS - AMI. С количеством слотов PCI-E 1 шт. С количеством разъемов SATA 3Gb/s 4 шт. Производитель чипсета - Intel. С максимальный объем памяти 8 ГБ. С общим количеством интерфейсов USB 8 шт. Поддержка режима SATA RAID. Контроллер SATA. Двухканальный режим памяти. Основной разъем питания - 24-pin.

видеообзор фото

7 000 руб.

С поддержкой SLI/CrossFire. Разъем питания процессора - 8-pin. С двухканальным режимом памяти. Поддерживаемые процессоры - Intel. Общее количество интерфейсов USB 12 шт. С поддержкой Hyper-Threading . С DVI-выходом на задней панели. С разъемом HDMI на задней панели. Максимальный объем памяти 64 ГБ. Количество слотов PCI-E 4 шт. С контроллером Ethernet. Со встроенной графикой. Звук - HDA. Количество разъемов SATA 6Gb/s 6 шт. С разъемом PS/2 (клавиатура). Тип памяти - DDR4. С контроллером SATA. Формфактор - mATX. Socket - LGA1151. BIOS - AMI. Производитель чипсета - Intel. Количество слотов памяти - 4. С поддержкой режима SATA RAID. Основной разъем питания - 24-pin. С разъемом PS/2 (мышь).

возможен кредит | возможен самовывоз

видеообзор фото

6 930 руб.

Материнская плата Gigabyte Z370M D3H Z370 Socket-1151v2 4xDDR4, 4xSATA3, RAID, 2хM.2, 2xPCI-E16x, 6xUSB3.1, 1xUSB Type C, DVI-D, HDMI, Glan, mATX (черный)

Разъем питания процессора - 8-pin. Разъем PS/2 (клавиатура). С общим количеством интерфейсов USB 12 шт. Поддерживаемые процессоры - Intel. Поддержка Hyper-Threading . Звук - HDA. Разъем PS/2 (мышь). С количеством слотов памяти 4. Тип памяти - DDR4. С количеством разъемов SATA 6Gb/s 6 шт. С максимальный объем памяти 64 ГБ. С количеством слотов PCI-E 4 шт. Встроенная графика. Формфактор - mATX. Контроллер Ethernet. Поддержка SLI/CrossFire. Socket - LGA1151. BIOS - AMI. Производитель чипсета - Intel. Поддержка режима SATA RAID. Контроллер SATA. DVI-выход на задней панели. Двухканальный режим памяти. Основной разъем питания - 24-pin. Разъем HDMI на задней панели.

15.03.2013

Технология Hyper-Threading появилась в процессорах Intel, страшно сказать, уже больше 10 лет назад. И в данный момент она является важным элементов процессоров Core. Однако вопрос в необходимости HT в играх все еще до конца не понятен. Мы решили провести тест, чтобы понять, нужен ли геймерам Core i7, или лучше обойтись Core i5. А также выяснить насколько Core i3 лучше Pentium.

И необходимо признать, что технология Hyper-Threading полезна, и позитивно влияет на производительность, иначе Intel не стала бы использовать ее для позиционирования своих процессоров внутри линейки. Причем не как второстепенный элемент, а один из важнейших, если не самый важный. Чтобы было понятно, о чем мы говорим, мы подготовили табличку, которая позволяет легко оценить принцип сегментирования процессоров Intel.

В итоге чуть больший кэш и поддержка Hyper-Threading позволят выставлять значительно более высокие цены на процессоры. Для примера процессоры линейки Pentium (около 10 тыс. тенге) примерно в два раза дешевле, чем Core i3 (около 20 тыс. тенге), и это притом, что физически, на аппаратном уровне они абсолютно одинаковы, и, соответсвенно, имеют одинаковую себестоимость. Разница в цене между Core i5 (около 30 тыс. тенге) и Core i7 (около 50 тыс. тенге) также очень велика, хоть и меньше двух крат в младших моделях.

Перед тем как переходить к тестам, давайте вспомним (ну или узнаем), что такое Hyper-Threading Technology. Как высказывалась сама Intel, представляя данную технологию много лет назад, ничего особенно сложного в ней нет. Фактически, все что нужно для внесения HT на физическом уровне – это добавление к одному физическому ядру не одного набора регистров и контроллера прерываний, а двух. В процессорах Pentium 4 эти дополнительные элементы увеличивали количество транзисторов всего на пять процентов. В современных ядрах Ivy Bridge (равно как и в Sandy Bridge, и будущем Haswell) дополнительные элементы даже для четырех ядер не увеличивают кристалл даже на 1 процент.

Но идеальные условия для Hyper-Threading бывают далеко не всегда. И что самое важное – худший результат работы HT – это не отсутствие прироста производительности, а ее снижение. То есть при определенных условиях, производительность процессора с HT будет падать относительно процессора без HT из-за того, что накладные расходы на разделение потоков и организацию очереди будут значительно превышать прирост от обсчета параллельных потоков, который возможен в данном конкретном случае. И такие случаи встречаются гораздо чаще, чем хотелось бы Intel. Причем многие годы использования Hyper-Threading не улучшили ситуацию. Особенно это касается игр, весьма сложных и отнюдь нешаблонных с точки зрения обсчета данных, приложений.

Для того чтобы выяснить влияние Hyper-Threading на игровую производительность, мы вновь использовали наш многострадальный тестовый процессор Core i7-2700K, и симулировали с помощью отключения ядер и включения/выключения HT, сразу четыре процессора. Условно их можно назвать Pentium (2 ядра, HT выключен), Core i3 (2 ядра, HT включен), Core i5 (4 ядра, HT выключен), и Core i7 (4 ядра, HT включен). Почему условно? Прежде всего, потому, что по некоторым характеристикам они не соответствуют реальным продуктам. В частности отключение ядер не ведет к соответствующему урезанию объема кэша третьего уровня – его объем для всех равен 8 мегабайтам. А, кроме того, все наши “условные” процессоры работают на одинаковой частоте 3,5 гигагерца, которая пока достигнута не всеми процессорами линейки Intel.

Ну что же, вроде все вопросы относительно методики тестирования, а также особенностей функционирования Hyper-Threading Technology обсуждены, а потому пора переходить к самому интересному – тестам.

Еще в тесте, в котором мы изучали влияние количества процессорных ядер на игровую производительность, мы выяснили, что 3DMark 11 совершенно спокойно относится к производительности CPU, отлично работая даже на одном ядре. Такое же “мощное” влияние оказал и Hyper-Threading. Как видите, тест абсолютно не замечает различий между Pentium и Core i7, не говоря уже о промежуточных моделях.

Metro 2033

А вот Metro 2033 явно заметила появление Hyper-Threading. И отреагировала на него негативно! Да, именно так: включение HT в данной игре оказывает негативное влияние на производительность. Небольшое влияние, конечно – 0,5 кадра в секунду при четырех физических ядрах, и 0,7 при двух. Но этот факт дает все основания заявить, что в Metro 2033 Pentium быстрее, чем Core i3, а Core i5 лучше, чем Core i7. Вот оно подтверждение того факта, что Hyper-Threading показывает свою эффективность не всегда и не везде.

Crysis 2

Эта игра показала очень интересные результаты. Прежде всего, отметим, что влияние Hyper-Threading хорошо заметно в двуядерных процессорах – Core i3 опередил Pentium почти на 9 процентов, что для этой игры совсем немало. Победа HT и Intel? Не совсем, так как Core i7 не показал никакого прироста относительно заметно более дешевого Core i5. Но этому есть разумное объяснение – Crysis 2 не умеет использовать больше четырех потоков данных. Из-за этого мы видим хороший прирост у двуядерника с HT – все же лучше четыре потока, хоть и логических, чем два. С другой стороны, дополнительные потоки Core i7 девать уже было некуда, там вполне хватало четырех физических ядер. Так что по результатам данного теста можно отметить положительное влияние HT в Core i3, который здесь заметно лучше Pentium. А вот среди четырехядерников Core i5 вновь выглядит более разумным решением.

Battlefield 3

Здесь результаты очень странные. Если в тесте на количество ядер, battlefield был образцом микроскопического, но линейного прироста, то включение Hyper-Threading внесло в результаты хаос. По факту можно констатировать, что Core i3, со своими двумя ядрами и HT оказался лучшим из всех, опередив даже Core i5 и Core i7. Странно, конечно, но, в то же время, Core i5 и Core i7 вновь оказались на одном уровне. Чем это объясняется не ясно. Скорее всего тут сыграла свою роль методика тестирования в этой игре, которая дает большие погрешности, нежели стандартные бенчмарки.

В прошлом тесте F1 2011 проявила себя как одна из игр, очень критично относящихся к количеству ядер, а в этом вновь удивила отменным влиянием на производительность технологии Hyper-Threading. Причем вновь, как и в Crysis 2, очень хорошо включение HT показало себя на двуядерных процессорах. Посмотрите на разницу между нашими условными Core i3 и Pentium – она более чем двукратная! Явно видно, что игре очень сильно не хватает двух ядер, и при этом ее код так хорошо распараллеливается, что эффект получился потрясающим. С другой стороны, против четырех физических ядер не попрешь – Core i5 заметно быстрее Core i3. А вот Core i7, вновь, как и в предыдущих играх не показал ничего выдающегося на фоне Core i5. Причина все та же – игра не умеет использовать больше 4 потоков, а накладные расходы на работу HT снижают производительность Core i7 ниже уровня Core i5.

Старому вояке Hyper-Threading не нужнее, чем ежу футболка – его влияние отнюдь не так ярко заметно как в F1 2011 или Crysis 2. При этом все же отметим, что 1 лишний кадр включение HT на двуядерном процессоре принесло. Этого конечно маловато, чтобы сказать, что Core i3 лучше, чем Pentium. По крайней мере, это улучшение явно не соответствует разнице в цене этих процессоров. А уж о разнице в цене между Core i5 и Core i7 даже вспоминать не стоит, так как процессор без поддержки HT вновь оказался быстрее. Причем заметно быстрее – на 7 процентов. Как ни крути, а вновь констатируем факт, что четыре потока это максимум для этой игры, а потому HyperThreading в данном случае не помогает Core i7, а мешает.

Многие процессоры Intel включают модули с поддержкой Hyper-Threading Technology, которая, в соответствии с идеей разработчиков, должна способствовать увеличению производительности микросхемы и ускорению работы ПК в целом. Какова специфика данного решения от американской корпорации? Каким образом можно использовать преимущества Hyper-Threading?

Основные сведения о технологии

Рассмотрим ключевые сведения о Hyper-Threading. Что это за технология? Ее разработала компания Intel и впервые представила общественности в 2001 году. Целью ее создания было увеличение производительности серверов. Основной принцип, реализованный в Hyper-Threading — распределение процессорных вычислений на несколько потоков. Причем это возможно, даже если на соответствующего типа микросхеме установлено только одно ядро (в свою очередь, если их 2 и более, и потоки в процессоре уже распределены — технология удачно дополняет этот механизм).

Обеспечение работы главной микросхемы ПК в рамках нескольких потоков осуществляется за счет создания копий архитектурных состояний в ходе вычислений. При этом задействуется один и тот же набор ресурсов на микросхеме. Если приложение использует соответствущую возможность, то практически значимые операции осуществляются намного быстрее. Важно также, чтобы технологию, о которой идет речь, поддерживала система ввода-вывода компьютера — BIOS.

Включение Hyper-Threading

Если процессор, установленный в ПК, поддерживает соответствующий стандарт, то он, как правило, активизируется автоматически. Но в некоторых случаях приходится осуществлять вручную необходимые действия, чтобы заработала технология Hyper-Threading. Как включить ее? Очень просто.

Необходимо войти в главный интерфейс BIOS. Для этого в самом начале загрузки компьютера нужно нажать DEL, иногда — F2, F10, реже — иные клавиши, но нужная всегда появляется в одной из строчек текста, отображаемых на экране сразу после включения ПК. В интерфейсе BIOS нужно найти пункт Hyper-Threading: в поддерживающих его версиях системы ввода-вывода он обычно расположен на видном месте. Выбрав соответствующую опцию, следует нажать Enter и активировать ее, отметив как Enabled. Если данный режим уже задан, то значит Hyper-Threading Technology работает. Можно задействовать все ее преимущества. Активировав технологию в настройках, следует сохранить все записи в BIOS, выбрав пункт Save and Exit Setup. После этого компьютер перезагрузится в режиме, когда процессор работает с поддержкой Hyper-Theading. Схожим образом осуществляется отключение Hyper-Threading. Для этого нужно выбрать в соответствующем пункте другую опцию - Disabled и сохранить настройки.

Изучив, как включить Hyper-Threading и дезактивировать данную технологию, рассмотрим ее особенности подробнее.

Процессоры с поддержкой Hyper Threading

Первый процессор, на котором была реализована рассматриваемая концепция компании, согласно некоторым данным — Intel Xeon MP, также известный как Foster MP. Данная микросхема в ряде архитектурных компонентов схожа с Pentium 4, на котором также впоследствии была реализована технология, о которой идет речь. Впоследствии функция многопоточных вычислений была внедрена на серверных процессорах Xeon с ядром Prestonia.

Если говорить о текущей распространенности Hyper-Threading — какие «процы» поддерживают ее? В числе самых популярных микросхем данного типа — те, что относятся к семействам Core и Xeon. Также есть сведения о том, что схожие алгоритмы внедрены в процессорах типа Itanium и Atom.

Изучив основные сведения о Hyper-Threading, процессоры с ее поддержкой, рассмотрим наиболее примечательные факты, касающиеся истории разработки технологии.

История разработки

Как мы отметили выше, компания Intel показала концепцию, о которой идет речь, общественности в 2001 году. Но первые шаги в создании технологии были сделаны еще в начале 90-х. Инженерами американской компании было замечено, что ресурсы процессоров ПК при выполнении ряда операций задействуются не полностью.

Как подсчитали специалисты Intel, во время работы пользователя на ПК микросхема в рамках значительных интервалов — едва ли не основную часть времени - задействуется не слишком активно - примерно на 30%. Мнения экспертов касательно этой цифры очень разные — кто-то считает ее явно заниженной, другие — вполне соглашаются с тезисом американских разработчиков.

Однако большинство IT-специалистов сходилось во мнении, что пусть и не 70% мощностей процессора простаивает, но весьма значительный их объем.

Главная задача разработчиков

Компания Intel решила исправить это положение дел за счет качественно нового подхода к обеспечению эффективности работы главных микросхем ПК. Было предложено создать технологию, которая бы способствовала более активному использованию возможностей процессоров. В 1996 году специалисты Intel начали ее практическую разработку.

Согласно концепции американской корпорации, процессор, обрабатывая данные от одной программы, мог бы направлять простаивающие ресурсы на работу с другим приложением (или компонентом текущего, но имеющим иную структуру и требующим задействования дополнительных ресурсов). Соответствующий алгоритм также предполагал эффективное взаимодействие с другими аппаратными компонентами ПК — оперативной памятью, чипсетом, а также программами.

Intel удалось решить поставленную задачу. Изначально технология называлась Willamette. В 1999 году она была внедрена в архитектуру некоторых процессоров, и началось ее тестирование. Вскоре технология получила современное название — Hyper-Threading. Что это именно было - простой ребрендинг или кардинальные корректировки платформы, сказать сложно. Дальнейшие факты, касающиеся появления технологии на публике и ее реализации в различных моделях процессоров Intel, нам уже известны. В числе распространенных сегодня наименований разработки — Hyper-Threading Technology.

Аспекты совместимости с технологией

Насколько качественно реализована поддержка технологии Hyper-Threading в операционных системах? Можно отметить, что если речь идет о современных версиях Windows, то никаких проблем с тем, чтобы пользователь полноценно задействовал преимущества Intel Hyper-Threading Technology, не возникнет. Разумеется, очень важно также и то, чтобы технологию поддерживала система ввода-вывода — об этом мы сказали выше.

Программные и аппаратные факторы

Касательно старых версий ОС — Windows 98, NT и относительно устаревшей XP, необходимое условие совместимости с Hyper-Threading — поддержка ACPI. Если в ОС она не реализована, то не все потоки вычислений, которые образованы соответствующими модулями, будут распознаны компьютером. Отметим, что Windows XP в целом обеспечивает задействование преимуществ рассматриваемой технологии. Также крайне желательно, чтобы алгоритмы многопоточности были реализованы и в используемых владельцем ПК приложениях.

Иногда может потребоваться ПК — в случае установки на ней процессоров с поддержкой Hyper-Threading вместо тех, которые стояли на ней изначально и не были совместимы с технологией. Однако, как и в случае с операционными системами, особых проблем не будет, если в распоряжении пользователя — современный ПК или хотя бы соответствующий по компонентам «железа» первым процессорам Hyper Threading, как мы отметили выше, реализован в линейке Core, и адаптированные к нему чипсеты на материнских платах полностью поддерживают соответствующие функции микросхемы.

Критерии ускорения

Если компьютер на уровне аппаратных и программных компонентов не будет совместим с Hyper-Threading, то данная технология, в теории, может даже замедлить его работу. Такое положение дел заставило некоторых IT-специалистов усомниться в перспективности решения от Intel. Они решили, что не технологический скачок, а маркетинговый ход лежит в основе концепции Hyper Threading, что который в силу своей архитектуры не способен заметно ускорить работу ПК. Но сомнения критиков были достаточно быстро развеяны инженерами Intel.

Итак, базовые условия для того, чтобы технология была успешно задействована:

Поддержка Hyper-Threading системой ввода-вывода;

Совместимость материнской платы с процессором соответствующего типа;

Поддержка технологии операционной системой и конкретным приложением, работающим в ней.

Если по первым двум пунктам особых проблем не должно появиться, то в аспекте совместимости программ с Hyper-Threading все же могут возникать некоторые накладки. Но можно отметить, что если приложение поддерживает, к примеру, работу с двухъядерными процессорами, то оно будет совместимо, практически гарантированно, с технологией от Intel.

По крайней мере есть исследования, подтверждающие рост производительности программ, адаптированных к двухъядерным микросхемам, примерно на 15-18%, если в процессоре работают модули Intel Hyper Threading. Как отключить их — мы уже знаем (на случай, если у пользователя возникнут сомнения в целесообразности задействования технологии). Но ощутимых поводов для их появления, вероятно, очень немного.

Практическая полезность Hyper-Threading

Дала ли технология, о которой идет речь, ощутимые компании Intel? Есть разные мнения на этот счет. Но очень многие отмечают: настолько стала востребованной технология Hyper-Threading, что это решение стало незаменимым для многих производителей серверных систем, к тому же было положительно встречено рядовыми пользователями ПК.

Аппаратная обработка данных

Основное преимущество технологии — в том, что она реализована в аппаратном формате. То есть основная часть вычислений будет производиться внутри процессора на специальных модулях, а не в виде программных алгоритмов, передаваемых на уровень основного ядра микросхемы — что предполагало бы снижение общей производительности ПК. В целом, как отмечают IT-эксперты, инженерам Intel удалось решить задачу, которая была определена ими в начале разработки технологии — заставить процессор функционировать эффективнее. Действительно, как показали тесты, при решении многих практически значимых для пользователя задач использование Hyper-Threading позволило существенно ускорить работу.

Можно отметить, что среди 4 те микросхемы, которые были оснащены модулями поддержки рассматриваемой технологии, работали существенно эффективнее первых модификаций. Во многом это выражалось в способности ПК функционировать в режиме реальной многозадачности — когда открыто несколько разнотипных приложений Windows, и крайне нежелательно, чтобы в силу активизации потребления ресурсов системы одним из них снижалась скорость работы других.

Одновременное решение разных задач

Таким образом, процессоры с поддержкой Hyper-Threading лучше адаптированы, чем микросхемы, несовместимые с ней, к одновременному запуску, к примеру, браузера, проигрыванию музыки и работе с документами. Разумеется, все эти преимущества чувствуются пользователем на практике, только если программные и аппаратные компоненты ПК характеризуются достаточной совместимостью с подобным режимом работы.

Аналогичные разработки

Технология Hyper-Threading — не единственная, которая создана с целью повышения производительности ПК за счет многопоточных вычислений. У нее есть аналоги.

Например, в процессорах POWER5, выпущенных компанией IBM, также реализована поддержка многопоточности. То есть каждое из (всего на нем установлено 2 соответствующих элемента), может выполнять задачи в рамках 2 потоков. Тем самым микросхема обрабатывает 4 потока вычислений одновременно.

В компании AMD также есть отличные результаты работы в области концепций многопоточности. Так, известно, что в архитектуре Bulldozer задействуются алгоритмы, схожие с Hyper-Threading. Особенность решения от AMD в том, что каждый из потоков обрабатывает отдельные блоки процессора. При второго уровня остается общим. Схожие концепции реализованы и в разработанной AMD архитектуре Bobcat, которая адаптирована для ноутбуков и небольших ПК.

Разумеется, прямыми аналогами концепции от AMD, IBM и Intel считать можно очень условно. Равно как и подходы к конструированию архитектуры процессоров в целом. Но принципы, реализованные в соответствующих технологиях, можно считать вполне схожими, а цели, которые поставлены разработчиками в аспекте повышения эффективности функционирования микросхем — очень близкими по сути, если не идентичными.

Таковы ключевые факты, касающиеся интереснейшей технологии от Intel. Что она собой представляет, как включить Hyper-Threading или, наоборот, дезактивировать, мы определили. Дело, вероятно, в практическом использовании ее преимуществ, которые можно задействовать, убедившись, что ПК в аппаратных и программных компонентах поддерживает технологию.

Впервые технология Hyper-Threading (HT, гиперпоточность) появилась 15 лет назад - в 2002 году, в процессорах Pentium 4 и Xeon, и с тех пор то появлялась в процессорах Intel (в линейке Core i, некоторых Atom, в последнее время еще и в Pentium), то исчезала (ее поддержки не было в линейках Core 2 Duo и Quad). И за это время она обросла мифическими свойствами - дескать ее наличие чуть ли не удваивает производительность процессора, превращая слабые i3 в мощные i5. При этом другие говорят что HT - обычная маркетинговая уловка, и толку от нее мало. Правда как обычно по середине - местами толк от нее есть, но двухкртаного прироста ждать точно не стоит.

Техническое описание технологии

Начнем с определения, данного на сайте Intel:

Технология Intel® Hyper-Threading (Intel® HT) обеспечивает более эффективное использование ресурсов процессора, позволяя выполнять несколько потоков на каждом ядре. В отношении производительности эта технология повышает пропускную способность процессоров, улучшая общее быстродействие многопоточных приложений.

В общем понятно то, что ничего не понятно - одни общие фразы, однако вкраце технологию они описывают - HT позволяет одному физическому ядру обрабатывать одновременно несколько (обычно два) логических потока. Но как? Процессор, поддерживающий гиперпоточность:

• может хранить информацию сразу о нескольких выполняющихся потоках;
• содержит по одному набору регистров (то есть блоков быстрой памяти внутри процессора) и по одному контроллеру прерываний (то есть встроенному блоку процессора, отвечающему за возможность последовательной обработки запросов о наступлении какого-либо события, требующего немедленного внимания, от разных устройств) на каждый логический процессор.

Допустим перед процессором стоят две задачи. Если процессор имеет одно ядро, то он будет выполнять их последовательно, если два - то параллельно на двух ядрах, и время выполнения обеих задач будет равно времени, затраченному на более тяжелую задачу. Но что если процессор одноядерный, но поддерживает гиперпоточность? Как видно на картинке выше при выполнении одной задачи процессор не занят на 100% - какие-то блоки процессора банально не нужны в данной задаче, где-то ошибается модуль предсказания переходов (который нужен для предсказания, будет ли выполнен условный переход в программе), где-то происходит ошибка обращения к кэшу - в общем и целом при выполнении задачи процессор редко бывает занят больше, чем на 70%. А технология HT как раз «подпихивает» незанятым блокам процессора вторую задачу, и получается что одновременно на одном ядре обрабатываются две задачи. Однако удвоения производительности не происходит по понятным причинам - очень часто получается так, что двум задачам нужен один и тот же вычислительный блок в процессоре, и тогда мы видим простой: пока одна задача обрабатывается, выполнение второй на это время просто останавливается (синие квадраты - первая задача, зеленые - вторая, красные - обращение задач к одному и тому же блоку в процессоре):

В итоге время, затраченное процессором с HT на две задачи, оказывается больше времени, требуемого на вычисление самой тяжелой задачи, но меньше того времени, которое нужно для последовательного вычисления обеих задач.

Плюсы и минусы технологии

С учетом того, что кристалл процессора с поддержкой HT физчески больше кристалла процессора без HT в среднем на 5% (именно столько занимают дополнительные блоки регистров и контроллеры прерываний), а поддержка HT позволяет нагрузить процессор на 90-95%, то в сравнении с 70% без HT мы получаем, что прирост в лучшем случае будет 20-30% - цифра достаточно большая.

Однако не все так хорошо: бывает, что прироста производительности от HT нет вообще, и даже бывает так, что HT ухудшает производительность процессора. Это бывает по многим причинам:

• Нехватка кэш-памяти. К примеру в современных четырехядерных i5 находится 6 мб кэша L3 - по 1.5 мб на ядро. В четырехядерных i7 с HT кэша уже 8 мб, но так как логических ядер 8, то мы получаем уже только 1 мб на ядро - при вычислениях некоторым программам этого объема может не хватать, что приводит к падению производительности.
• Отсутствие оптимизации ПО. Самая основная проблема - программы считают логические ядра физическими, из-за чего при параллельном выполнении задач на одном ядре часто возникают задержки из-за обращения задач к одному и тому же вычислительному блоку, что в итоге сводит сводит прирост производительности от HT на нет.
• Зависимость данных. Вытекает из предыдущего пункта - для выполнения одной задачи требуется результат другой, а она еще не выполнена. И опять же мы получаем простой, снижение загрузки на процессор и небольшой прирост от HT.

Программы, плохо работающие с гиперпоточностью

Традиционно это большинство игр - их обычно бывает трудно грамотно распараллелить, поэтому зачастую четырех физических ядер на высоких частотах (i5 K-серии) более чем хватает для игр, распараллелить которые под 8 логических ядер в i7 оказывается непосильной задачей. Однако стоит учитывать и то, что есть фоновые процессы, и если процессор не поддерживает HT, то их обработка ложится на физические ядра, что может замедлить игру. Тут i7 с HT оказывается в выигрыше - все фоновые задачи традиционно имеют пониженный приоритет, поэтому при одновременной работе на одном физическом ядре игры и фоновой задаче игра будет получать повышенный приоритет, и при этом фоновая задача не будет «отвлекать» занятые игрой ядра - именно поэтому для стриминга или записи игр лучше брать i7 с гиперпоточностью.

Итоги

Пожалуй тут остается только один вопрос - так имеет ли смысл брать процессоры с HT или нет? Если вы любите держать одновременно открытыми пяток программ и при этом играть в игры, или же занимаетесь обработкой фото, видео или моделированием - да, разумеется стоит брать. А если вы привыкли перед запуском тяжелой программы закрывать все другие, и не балуетесь обработкой или моделированием, то процессор с HT вам ни к чему.

Hyper-Threading (hyper threading, ‘хайпер тридинг’ , гипер поточность — рус.) — технология разработанная компанией Intel , позволяющая ядру процессора исполнять больше потоков данных чем один (обычно два). Так как было выяснено, что обычный процессор в большинстве задач использует не более 70% всей вычислительной мощности, было решено использовать технологию, позволяющую при простое определённых вычислительных блоков — нагрузить их работой с другим потоком. Это позволяет увеличить производительность ядра от 10 до 80% в зависимости от задачи.

Представление, как Hyper-Threading работает .

Допустим процессор выполняет простые вычисления и при этом простаивает блок инструкций и SIMD расширения.

Модуль адресации это обнаруживает и посылает туда данные для последующего вычисления. Если данные специфичные, то данные блоки будут выполнять их медленней, однако простаивать данные не будут. Либо они предварительно их обработают, для дальнейшей быстрой обработки соответствующим блоком. Это и даёт дополнительный выигрыш в производительности.

Естественно, виртуальный поток никак не дотягивает до полноценного ядра, но это позволяет добиться практически 100% эффективности вычислительной мощности, загрузив практически весь процессор работой, не давая ему простаивать. При всём при этом, для реализации технологии HT требуется всего около 5% дополнительного места на кристалле, а производительность иногда может добавиться на 50% . В эту дополнительную область входят дополнительные блоки регистров и предсказания ветвлений, которые потоково вычисляют, где можно использоваться вычислительные мощности в данный момент и отправляют туда данные из дополнительного блока адресации.

Впервые, технология появилась на процессорах Pentium 4 , но большого прироста производительности не получилось, так как сам процессор не обладал высокой вычислительной мощностью. Прирост составлял в лучшем случае 15-20% , да и во многих задачах процессор работал значительно медленнее чем без HT .

Замедление работы процессора из-за технологии Hyper Threading , происходит если:

• Недостаточно кэша для всех данный и он циклически перезагружается, тормозя работу процессора.
• Данные не могут быть правильно обработаны блоком предсказания ветвления. Происходит в основном из-за отсутствия оптимизации под определённое ПО или поддержки со стороны операционной системы.
• Также может происходить из-за зависимости данных , когда к примеру, первый поток требует немедленных данных со второго, а они ещё не готовы, либо стоят на очереди в другой поток. Либо циклическим данным требуются определённые блоки для быстрой обработки, а они нагружаются другими данными. Вариаций зависимости данных может быть много.
• Если ядро и так сильно нагружено, а «недостаточно умный» модуль предсказания ветвлений всё равно посылает данные, которые тормозят работу процессора (актуально для Pentium 4 ).

После Pentium 4 , Intel начала использовать технологию только начиная с Core i7 первого поколения, пропустив серию 2 .

Вычислительной мощности процессоров стало достаточно для полноценной реализации гиперпоточности без особого вреда, даже для не оптимизированных приложений. Позже, Hyper-Threading появилась на процессорах среднего класса и даже бюджетного и портативного. Используется на всех сериях Core i (i3 ; i5 ; i7 ) и на мобильных процессорах Atom (не на всех). Что интересно, двухъядерные процессоры с HT , получают больший выигрыш в производительности, чем четырёх ядерные от использования Hyper-Threading , становясь на 75% полноценными четырёх ядерными.

Где полезна технология HyperThreading?

Полезна она будет для использования вкупе с профессиональными, графическими, аналитическими, математическими и научными программами, видео и аудио редакторами, архиваторами (Photoshop, Corel Draw, Maya, 3D’s Max, WinRar, Sony Vegas & etc). Всем программам в которых используется большое количество вычислений, HT будет однозначно полезна полезна. Благо, в 90% случаев, такие программы неплохо оптимизированы для её использования.

HyperThreading незаменим для серверных систем. Собственно для этой ниши он частично и разрабатывался. Благодаря HT , можно значительно увеличить отдачу от работы процессора при наличии большого числа задач. Каждый поток, будет разгружен вполовину, что благотворно сказывается на адресации данных и предсказании ветвлений.

Многие компьютерные игры , отрицательно относятся к наличию Hyper-Threading , из за чего снижается количество кадров в секунду. Связано это с отсутствием оптимизации под Hyper-Threading со стороны игры. Одной оптимизации со стороны операционной системы не всегда бывает достаточно, особенно при работе с необычными, разнотипными и сложными данными.

На материнских платах, которые поддерживают HT , в всегда можно отключить технологию гиперпоточности.