Bagaimana Hyper Threading Berfungsi dalam Pemproses Intel Core i7?

Anda telah banyak kali mendengar istilah Hyper-Threading. Sepatutnya teknologi ajaib yang menggandakan kelajuan pemproses anda setelah diaktifkan. Syarikat boleh menghidupkan atau mematikannya dan mengenakan bayaran lebih banyak seperti premium.

Saya ingin mengatakan bahawa semua itu adalah omong kosong dan bahawa artikel ini bertujuan untuk mendidik anda untuk lebih memahami apa itu Hyper-Threading. Artikel ini akan sangat mesra pemula.

Kata Pengantar

Pada masa lalu, jika Intel atau AMD harus membuat CPU yang lebih cepat, mereka secara amnya akan meningkatkan jumlah transistor yang berpotensi dengan mengecilkannya dan memasang lebih banyak di ruang yang sama dan berusaha meningkatkan frekuensi mereka (diukur dalam MHz / GHz). Semua CPU hanya mempunyai satu teras tunggal. CPU menjadi 32 bit dan dapat menangani RAM hingga 4 GB. Mereka kemudian berpindah ke CPU 64 bit yang dapat menangani lompatan RAM lebih dari hanya 4 GB. Kemudian, diputuskan untuk menggunakan beberapa teras dan menyebarkan beban kerja di pelbagai teras ini untuk pengkomputeran yang lebih cekap. Semua inti berkomunikasi antara satu sama lain untuk menyebarkan tugas. Tugas sebegini dikatakan sebagai tugas multi-utas.

Bahagian CPU

CPU terdiri daripada bahagian-bahagian berikut yang berfungsi secara harmoni. Seperti disebutkan di atas, ini akan menjadi penyederhanaan yang berlebihan. Ini hanyalah kursus kemalangan dan, jangan menganggap maklumat ini sebagai kata Injil. Bahagian-bahagian ini tidak disenaraikan dalam urutan tertentu:

• Penjadual (sebenarnya di peringkat OS)
• Pengambil
• Penyahkod
• Teras
• Benang
• Cache
• Pengawal memori dan I / O
• FPU (Unit Titik Terapung)
• Daftar

Fungsi bahagian-bahagian ini adalah seperti berikut

Pengawal memori dan I / O menguruskan kemasukan dan keluar data ke dan dari CPU. Data dibawa dari cakera keras atau SSD ke RAM, maka data yang lebih penting dibawa ke dalam cache CPU. Cache mempunyai 3 tahap. Contohnya. Core i7 7700K mempunyai L3 cache 8 MB. Cache ini dikongsi oleh seluruh CPU pada 2 MB setiap teras. Data dari sini diambil oleh cache L2 yang lebih pantas. Setiap teras mempunyai cache L2 tersendiri iaitu 1 MB secara keseluruhan dan 256 KB setiap teras. Seperti kes Core i7, ia mempunyai Hyper-Threading. Setiap inti mempunyai 2 utas, jadi cache L2 ini dikongsi oleh kedua-dua utas. Cache L1 secara keseluruhan ialah 256 KB pada 32 KB setiap utas. Di sini data memasuki daftar yang berjumlah 8 register dalam mod 32-bit dan 16 register dalam mod 64-bit. OS (Sistem Operasi) menjadualkan proses atau arahan ke utas yang tersedia. Kerana terdapat 8 utas dalam i7, ia akan beralih ke dan dari utas di dalam teras. OS seperti Windows atau Linux cukup pintar untuk mengetahui apakah teras fizikal dan apakah teras logik.

Bagaimana Hyper Threading berfungsi?

Dalam CPU multi-teras tradisional, setiap teras fizikal mempunyai sumbernya sendiri dan setiap teras terdiri daripada satu utas yang mempunyai akses bebas ke semua sumber. Hyper-Threading melibatkan 2 (atau dalam kes yang jarang berlaku) utas yang berkongsi sumber yang sama. Penjadual boleh menukar tugas dan proses antara utas ini.

Dalam CPU multi-teras tradisional, inti dapat 'memarkir' atau tetap diam jika tidak mempunyai data atau proses yang ditetapkan kepadanya. Keadaan ini disebut kelaparan dan diselesaikan secara sihat oleh SMT atau Hyper-Threading.

Corak Fizikal vs Logik (dan apa itu utas)

Sekiranya anda membaca helaian spesifikasi untuk hampir setiap Core i5, anda akan melihat bahawa ia mempunyai 4 teras fizikal dan 4 teras logik atau 4 utas (Coffee Lake i5s mempunyai 6 teras dan 6 utas). Semua i7 hingga 7700K adalah 4 teras dan 8 teras benang / logik. Dalam konteks seni bina CPU Intel, utas dan inti logik adalah perkara yang sama. Mereka tidak mengubah susun atur seni bina mereka sejak generasi pertama Nehalem hingga hari ini dengan Coffee Lake sehingga maklumat ini akan bertahan. Maklumat ini tidak akan mencukupi untuk CPU AMD yang lebih tua, tetapi Ryzen juga telah mengubah banyak susun atur mereka, dan pemproses mereka kini serupa dalam reka bentuk dengan Intel.

Kelebihan Hyper Threading

• Hyper-Threading menyelesaikan masalah 'kelaparan'. Sekiranya inti atau utas bebas, penjadual boleh menyebarkan data kepadanya dan bukannya inti yang tinggal tidak aktif atau menunggu beberapa data baru yang lain mengalir melaluinya.
• Beban kerja yang jauh lebih besar dan selari dapat dilakukan dengan kecekapan yang lebih tinggi. Oleh kerana terdapat lebih banyak utas untuk diselaraskan, aplikasi yang sangat bergantung pada banyak utas dapat meningkatkan kerjanya dengan ketara (walaupun tidak dua kali lebih cepat).
• Sekiranya anda bermain dan mempunyai beberapa tugas penting yang berjalan di latar belakang, CPU tidak akan berjuang untuk menyediakan bingkai yang mencukupi dan menjalankan tugas itu dengan lancar kerana dapat menukar sumber antara benang.

Kekurangan Hyper Threading

Berikut ini tidak banyak kekurangan, sebaliknya lebih menyusahkan.

• Hyper-Threading memerlukan pelaksanaan dari peringkat perisian untuk memanfaatkannya. Walaupun semakin banyak aplikasi yang dikembangkan untuk memanfaatkan pelbagai utas, aplikasi yang tidak memanfaatkan teknologi SMT (Serentak Multi-Threading) atau bahkan beberapa teras fizikal akan berjalan sama tanpa mengira. Prestasi aplikasi ini lebih bergantung pada kelajuan jam dan IPC CPU.
• Hyper-Threading boleh menyebabkan CPU menghasilkan lebih banyak haba. Inilah sebabnya mengapa i5 digunakan untuk jam lebih tinggi daripada i7s kerana mereka tidak akan panas kerana mereka mempunyai lebih sedikit utas.
• Beberapa utas berkongsi sumber yang sama dalam inti. Inilah sebabnya mengapa prestasi tidak berganda. Ini adalah kaedah yang sangat bijak untuk memaksimumkan kecekapan dan meningkatkan prestasi di mana mungkin.

Kesimpulannya

Hyper-Threading adalah teknologi lama tetapi satu di sini untuk kekal. Oleh kerana aplikasi semakin menuntut, dan kadar kematian undang-undang Moore yang semakin meningkat, kemampuan untuk menyelaraskan beban kerja telah membantu meningkatkan prestasi dengan ketara. Mampu menjalankan sebahagian beban kerja selari membantu meningkatkan produktiviti anda dan menyiapkan kerja anda dengan lebih pantas tanpa tergagap. Dan jika anda ingin membeli motherboard terbaik untuk pemproses i7 generasi ke-7 anda, lihatlah ini artikel.

Kemas kini Terakhir pada 2021-01-05 jam 22:02 / Pautan afiliasi / Imej dari Amazon Product Advertising API