Rudometov.COM

Процессор с Hyper-Threading
(продолжение)

Специалисты Intel избрали другой путь. Они тщательно проанализировали работу всех внутренних структур ядра процессора архитектуры NetBurst. В результате они обнаружили, что нагрузка на некоторые важные узлы процессора является неравномерной. Как следствие, в отдельные моменты некоторые подсистемы ядра процессора оказываются загруженными далеко не на 100%. Более того, в ряде случаев наблюдается простой компьютера, ожидающего новых команд и данных. Все это связано с особенностями выполнения задач. Реализовать резерв мощности процессора можно за счет загрузки его новыми задачами. При этом оказалось, что для этого требуется сравнительно небольшое усложнение архитектуры ядра, что незначительно увеличивает площадь ядра: примерно на 5%. Но это решение позволяет значительно увеличить производительность процессоров без существенного усложнения их архитектуры и себестоимости.

Данная технология была названа Hyper-Threading (технология HT). Эта технология, первоначально рассчитанная на поддержку в серверах и мощных рабочих станциях, впервые получает свое воплощение в настольных компьютерах, начиная именно с модели процессора Pentium 4 с тактовой частотой 3,06 ГГц.

Основной смысл технологии Hyper-Threading заключается в поддержке многопотокового исполнения программ. Эта технология позволяет на одном физическом процессоре одновременно исполнять два задания или два фрагмента кода одной программы. Таким образом, один процессор воспринимается операционной системой как два логических устройства, интенсивная работа которых осуществляется параллельно. Подобная способность одного процессора к обработке данных в многопроцессорном режиме встречалась раньше только в серверах и рабочих станциях.

Производительность систем с Hyper-Threading, как правило, значительно превышает аналогичные параметры компьютеров, построенных на основе процессоров традиционной архитектуры.

Приложение, разделенное на "потоки", способно значительно выиграть в плане производительности благодаря применению технологии HT. К таким приложениям, например, относятся Microsoft Windows XP, Adobe Photoshop, 9 версия Windows Media Encoder и NewTek Lightwave. Технология HT также позволяет повысить производительность системы в многозадачных средах при работе с приложениями, не разделенными на потоки. Например, пользователь, осуществляющий поиск в Интернете во время работы антивирусной программы или занимающийся редактированием видеоданных во время отправки электронной почты, обнаружит повышение производительности, достигнутое за счет улучшения возможностей системы выполнять одновременно две задачи.

Нередки случаи, когда производительность однопроцессорных решений с реализацией Hyper-Threading повышается на 30%. А это для конфигурации с 3 ГГц процессором эквивалентно применению модели с частотой работы 4 ГГц. Специалисты фирмы Intel на семинарах, посвященных рассмотрению технологии Hyper-Threading, приводили в качестве примера различные смеси задач, в которых рост производительности превышал 60%. В случае использования Pentium 4 3.06 ГГц это соответствует уже, по крайней мере, процессору 5 ГГц.

Поддержка технологии Hyper-Threading осуществляется многозадачными операционными системами. В качестве таких систем можно привести, например, Linux (с версии ядра 2.4) и Windows XP. А вот популярные Windows 95/98/ME для этих целей уже не подходят. Что же касается Windows 2000, то фирма Microsoft настоятельно рекомендует использовать в компьютерах, созданных на основе Pentium 4 с Hyper-Threading, операционную систему Windows XP.

Для реализации возможностей подобных технологий повышения производительности, реализуемых с помощью новых процессоров и чипсетов, требуются соответствующие материнские платы.

Это могут быть платы, созданные на основе ряда новейших наборов системной логики — чипсетов. В качестве таких чипсетов могут использоваться чипсеты фирмы Intel:

• Intel 845 PE, осуществляющий поддержку памяти DDR333 и внешнего графического адаптера AGP для массовых и высокопроизводительных компьютеров,
• Intel 845 GE, осуществляющий поддержку памяти DDR333 и внешнего графического адаптера AGP и имеющего встроенную графическую подсистему Intel Extreme Graphics,
• Intel 845 GV, имеющего встроенную графическую подсистему Intel Extreme Graphics и ориентированный на системы низкой стоимости,
• Intel 850 E, осуществляющий поддержку двухканальной памяти PC1066 RDRAM.

Следует добавить, что для поддержки процессоров Pentium 4 3.06 ГГц с Hyper-Threading дизайн материнской платы и ее компонентов должны отвечать требованиям процессоров к электропитанию и тепловому режиму. Кроме того, требуется соответствующие BIOS системы и драйверы. Ну и, конечно, как это уже отмечалось выше, операционные системы, оптимизированные для использования технологии Hyper-Threading.

В заключение следует отметить, что специалистами фирмы Intel выпуском новой модели процессора Pentium 4 3.06 ГГц успешно пройден очередной рубеж тактовых частот. В результате достигнут новый уровень производительности, который стал еще выше благодаря реализации в настольных компьютерах новой технологии Hyper-Threading.