Что такое Hyper threading? Как это работает?

За последние несколько лет количество ядер в процессорах увеличилось, но является ли Hyper threading одним из наиболее важных дополнений? Hyper threading — это технология, которая в последние несколько лет набирает популярность. Intel всё чаще использует её в своих высокопроизводительных чипах для обеспечения лучшего качества игр.
Итак, что такое Hyper threading, и следует ли вам приобретать CPU с Hyper threading, или у него есть какие-либо недостатки?

В этой статье я объясню всё, что вам нужно знать о Hyper threading и о том, как это может повысить производительность вашего компьютера.

Роль процессора и ядер

Центральный процессор подобен мозгу вашего компьютера. Он обрабатывает информацию, предоставляемую другими компонентами компьютера, и генерирует выходные данные или выполняет соответствующие действия. Всякий раз, когда вы запускаете программу, процессор интерпретирует инструкции и отображает результат.

Тогда, возможно, вы слышали о “ядрах” в процессорах, и каждое ядро похоже на дополнительный процессор, который может выполнять по одному процессу за раз. Старые процессоры имели только одно ядро, но с развитием технологий современные процессоры имеют четыре или даже восемь ядер, что означает, что они могут выполнять несколько задач одновременно.

Итак, это правда, чем больше ядер, тем лучше, но как насчет Hyper threading? Давайте узнаем.

Что такое Hyper Threading в CPU?

Традиционные процессоры имеют только один поток (однопоточный), поэтому они могут выполнять только одну функцию одновременно. С другой стороны, Hyper threading — это версия Intel для одновременной многопоточности (SMT).

SMT делит каждое ядро процессора на два виртуальных ядра, позволяя обрабатывать два набора инструкций одновременно (при условии, что программа это поддерживает). Это означает, что многопоточность эффективно удваивает количество ядер, доступных центральному процессору.

Следовательно, если у вас четырехъядерный процессор с Hyper threading, у вас будет восемь виртуальных ядер. Это отличается от удвоения числа физических ядер.

Гиперпоточность помогает повысить производительность процессора, позволяя ему обрабатывать вдвое большее количество процессов одновременно; таким образом, CPU может с легкостью обрабатывать более требовательные приложения.

Как работает Hyper threading?

Hyper threading использует виртуальные ядра, также известные как логические ядра, для совместного использования ресурсов, таких как среда выполнения и кэш. Это отличается от использования отдельных физических ядер процессора. Гиперпоточность — это повышенная эффективность каждого ядра, поскольку ресурсы распределяются между логическими ядрами. Когда одно логическое ядро простаивает, другое может использовать ресурсы для выполнения своих задач.

Важно отметить, что виртуальные ядра не обладают такой же вычислительной мощностью, как физические ядра. Следовательно, иметь больше физических ядер всегда предпочтительнее, чем иметь больше виртуальных, поскольку каждое физическое ядро имеет уникальную архитектуру, которая делает его более эффективным и мощным.

Хотя Hyper threading может повысить производительность четырёхъядерного процессора, восьмиядерный процессор всё равно будет превосходить как четырехъядерный с Hyper threading, так и стандартный четырёхъядерный процессор.

Эффективность Hyper threading зависит от используемого программного обеспечения. Если программное обеспечение не создаёт несколько потоков или несовместимо с технологией Hyper threading, то эффективность вычислительных ядер будет ниже.

Недостатки Hyper threading

Теперь вы поняли, что такое Hyper threading, и с этим связаны следующие недостатки:

• ПРОЦЕССОР с гипер поточностью потребляет больше энергии, чем процессор без неё. Это дополнительное энергопотребление может оказаться ненужным, если вы не используете гиперпоточность. Работа многопоточности, будь то hyper-threading от Intel или SMT от AMD, также сопровождается повышенной теплоотдачей, что может вызвать регулирование температуры.
• Любое работающее у вас программное обеспечение должно быть оптимизировано для многопоточности, иначе, в лучшем случае, увеличения производительности не произойдёт, а в худшем — приложение будет работать некорректно.
• Кроме того, процессоры с гиперпоточностью, как правило, несколько дороже. Следовательно, если гиперпоточность не соответствует вашим требованиям, возможно, не стоит вкладывать в неё дополнительные деньги.

Технология Hyper threading: Intel против AMD

Pentium 4, процессор Intel с инновационной архитектурой NetBurst, был выпущен в ноябре 2002 года. Одним из его многочисленных нововведений была технология Hyper threading. Если говорить об AMD, то они представили свою технологию многопоточности SMT вместе со своей линейкой процессоров Ryzen в 2017 году. Эта технология работает аналогично hyper-threading и обладает теми же функциями, что описаны выше.

Стоит ли приобретать CPU с Hyper Threading?

Во-первых, важно расставить приоритеты физических ядер над логическими / виртуальными ядрами. Например, если вы сравниваете процессор с двумя ядрами и hyper-threading с другим процессором с четырьмя физическими ядрами, выберите второе!

Более того, гиперпоточность не является необходимой для большинства приложений. Гиперпоточность повышает ценность только в том случае, если вы одновременно запускаете несколько программ с высокими требованиями; даже тогда эти программы должны уметь её использовать.

Ниже приведен пример использования, когда процессор с технологией Hyper threading подходит лучше всего:

Кодирование видео: Если вы профессионал, используйте высококачественное программное обеспечение для 3D-рендеринга или кодирования видео, чтобы создавать больше потоков, часто требующих интенсивной загрузки процессора. Дополнительные логические потоки, предоставляемые Hyper-threading, могут помочь ускорить процесс кодирования.

Многозадачность: гиперпоточность позволяет центральному процессору обрабатывать несколько задач одновременно, разделяя каждое ядро на два потока. Это полезно при выполнении задач, требующих одновременного использования нескольких программ, таких как редактирование видео или запуск нескольких вкладок браузера.

Рабочие нагрузки сервера: Hyper-threading может быть особенно полезен в серверных средах, где одновременно выполняется несколько приложений. Это позволяет лучше использовать ресурсы и может помочь повысить общую производительность сервера.

Игры: Хотя не все игры используют Hyper-threading, некоторые новые игры могут извлечь из этого выгоду. Игры, использующие многопоточный рендеринг или физические движки, могут работать лучше на процессорах с включенной Hyper-threading.

Но при обычном использовании, таком как обработка текстов или просмотр веб-страниц, гиперпоточность вряд ли ускорит работу жёсткого диска или процессора для этих базовых вычислительных задач.

Кроме того, в некоторых случаях включение Hyper threading может снизить производительность игр из-за увеличения задержки и снижения тактовой частоты, поэтому проверьте совместимость с узким местом процессора для вашей игровой программы, прежде чем переходить к Hyper threading.

Краткие сведения

Мы надеемся, что в этой статье, что такое Hyper threading, объяснено всё, что вам нужно знать о hyper threading в CPU. Но на всякий случай, вот краткое изложение:

• Гиперпоточность делит каждое физическое ядро CPU на два виртуальных ядра.
• Физическое ядро центрального процессора более мощное, чем виртуальное.
• Гиперпоточность важна для высокопроизводительного программного обеспечения, но не так важна для простых программ.

Теперь вы знаете, на что следует обратить внимание при покупке процессора. Просто задайте себе вопрос – сколько программ вы будете использовать с hyper-threading или SMT? Если ответ неясен, лучше обратить внимание на другие характеристики процессора, такие как количество ядер, частота, объём кэша L3.