Kuidas töötab Hyper Threading Intel Core i7 protsessorites?

Olete mõistet „hüper-niit” kuulnud palju kordi. See peaks olema mingi maagiline tehnoloogia, mis kahekordistab teie protsessori kiiruse, kui see on lubatud. Ettevõtted saavad selle kas sisse või välja lülitada ja tasuda palju rohkem nagu lisatasu.

Tahaksin öelda, et see kõik on täielik jama ja selle artikli eesmärk on õpetada teid paremini mõistma, mis on hüperniit. See artikkel on väga algajatele sõbralik.

Eessõna

Vanematel päevadel, kui Intel või AMD peaksid tegema kiirema protsessori, suurendaksid nad üldiselt transistorite potentsiaalset arvu, vähendades neid ja mahutades rohkem samasse ruumi ning püüdes suurendada nende sagedusi (mõõdetuna MHz / GHz). Kõigil protsessoritel oli ainult üks tuum. Protsessorid muutusid 32-bitiseks ja suutsid hallata kuni 4 GB RAM-i. Hiljem liikusid nad 64-bitiste protsessorite juurde, mis suudaksid RAM-i hüppeliselt ületada ainult 4 GB. Seejärel otsustati efektiivsema arvutamise jaoks kasutada mitut südamikku ja jaotada töökoormused nende mitme tuuma vahel. Kõik südamikud suhtlevad omavahel mis tahes ülesande levitamiseks. Sellist ülesannet öeldakse mitme lõimega ülesandena.

Protsessori osad

Protsessor koosneb järgmistest harmooniliselt töötavatest osadest. Nagu eespool mainitud, saab see olema lihtsustus. See on lihtsalt kokkupõrkekursus ja ärge võtke seda teavet evangeeliumi sõnana. Neid osi pole konkreetses järjekorras loetletud:

• Planeerija (tegelikult OS-i tasemel)
• Tooja
• Dekooder
• Tuum
• Niit
• Vahemälu
• Mälu ja sisend- / väljundkontroller
• FPU (ujukomaüksus)
• Registrid

Nende osade funktsioonid on järgmised

Mälu ja sisend- / väljundkontroller haldavad andmete sisestamist ja väljumist keskseadmesse. Andmed viiakse kõvakettalt või SSD-lt RAM-i, seejärel tuuakse olulisemad andmed protsessori vahemällu. Vahemälul on 3 taset. Näiteks. Core i7 7700K-l on L3 vahemälu 8 MB. Seda vahemälu jagab kogu protsessor 2 MB tuuma kohta. Siit saadud andmed võtab kiirem L2 vahemälu. Igal tuumal on oma L2 vahemälu, mis on kokku 1 MB ja 256 KB tuuma kohta. Nagu Core i7 puhul, on sellel Hyper-Threading. Igal südamikul on 2 lõime, nii et seda L2 vahemälu jagavad mõlemad lõimed. L1 vahemälu on kokku 256 KB, 32 KB ühe lõime kohta. Siin sisestatakse andmed registritesse, mis on kokku 8 registrit 32-bitises režiimis ja 16 registrit 64-bitises režiimis. OS (operatsioonisüsteem) ajastab protsessid või juhised saadaoleva lõime juurde. Kuna i7-s on 8 lõime, lülitub see südamike sees olevatele lõimudele ja tagasi. Operatsioonisüsteemid nagu Windows või Linux on piisavalt nutikad, et teada saada, mis on füüsilised südamikud ja mis on loogilised südamikud.

Kuidas Hyper Threading töötab?

Traditsioonilises mitmetuumalises protsessoris on igal füüsilisel tuumal oma ressursid ja iga tuum koosneb ühest niidist, millel on sõltumatu juurdepääs kõigile ressurssidele. Hyper-Threading hõlmab kahte (või harvadel juhtudel rohkem) lõime, mis jagavad samu ressursse. Planeerija saab nende lõimede vahel ülesandeid ja protsesse vahetada.

Traditsioonilises mitmetuumalises protsessoris võib tuum 'parkida' või jääda jõude, kui sellele pole määratud mingeid andmeid või protsesse. Seda seisundit nimetatakse nälgimiseks ja tervislikult lahendab SMT või Hyper-Threading.

Füüsilised vs loogilised südamikud (ja mis on niidid)

Kui loete peaaegu iga Core i5 spetsifikatsioonilehte, märkate, et sellel on 4 füüsilist südamikku ja 4 loogilist südamikku või 4 lõime (Coffee Lake i5-del on 6 südamikku ja 6 lõime). Kõik i7-d kuni 7700K on 4 südamikku ja 8 lõime / loogilist tuuma. Inteli protsessorite arhitektuuri kontekstis on niidid ja loogilised tuumad sama. Alates 1. põlvkonna Nehalemist pole nad Coffee Lake'iga oma arhitektuuri kujundust muutnud, nii et see teave püsib. Sellest teabest ei piisa vanemate AMD protsessorite jaoks, kuid Ryzen on ka palju oma paigutust muutnud ja nende protsessorid on nüüd Inteli omadega sarnased.

Hüperniidi eelised

helitugevus ei tööta iPhone'is 4

• Hyper-Threading lahendab näljahäda probleemi. Kui tuum või lõim on vaba, saab ajastaja andmed talle edastada, selle asemel, et tuum jääks tühikäigule või ootaks, kuni mõni muu uus teave selle kaudu voolab.
• Suurema efektiivsusega saab teha palju suuremaid ja paralleelseid koormusi. Kuna paralleelselt on rohkem lõime, võivad rakendused, mis sõltuvad tugevalt mitmest lõimest, oma tööd märkimisväärselt (kuid mitte kaks korda kiiremini).
• Kui mängite ja teie taustal töötab mingisugune oluline ülesanne, ei hakka CPU vaeva nägema, et pakkuda sobivaid raame ja käivitada see ülesanne sujuvalt, kuna see võib ressursse lõimude vahel vahetada.

Hüperniidi puudused

Järgnevad ei ole eriti puudused, pigem on need ebamugavused.

• Hyper-Threading vajab kasutamiseks tarkvara juurutamist. Ehkki mitme lõime ärakasutamiseks töötatakse välja üha rohkem rakendusi, töötavad rakendused, mis ei kasuta ühtegi SMT (samaaegne mitmekordne keermestamine) tehnoloogiat ega isegi mitut füüsilist südamikku, hoolimata sellest täpselt sama. Nende rakenduste jõudlus sõltub rohkem protsessori taktsagedusest ja IPC-st.
• Hüperniit võib põhjustada protsessori suurema soojuse tekitamise. Sellepärast i5s harjunud kella palju kõrgem kui i7s, sest nad ei soojendaks nii palju kui neil on vähem lõime.
• Mitu lõime jagavad tuumas samu ressursse. Seetõttu ei kahene jõudlus. Selle asemel on see väga nutikas meetod efektiivsuse maksimeerimiseks ja jõudluse suurendamiseks igal võimalusel.

Järeldus

Hyper-Threading on vana tehnoloogia, kuid siin on peatumiseks üks. Kuna rakendused muutuvad üha nõudlikumaks ja Moore'i seaduse suurenev suremus, on suutlikkus töökoormusi paralleelselt tõsta. Osaliselt paralleelsete töökoormuste käitamine aitab suurendada teie tööviljakust ja saab töö kiiremini tehtud, ilma et see kokkuks. Ja kui soovite osta oma 7. põlvkonna i7 protsessori jaoks parimat emaplaati, siis vaadake seda seda artikkel.

Viimane värskendus 2021-01-05 kell 22:02 / sidusreklaamide lingid / pildid Amazon Product Advertising API-st