Explication de l'Hyper-Threading

Hyper-Threading (HT) ou Hyper-Threading Technology (HTT) est le nom donné par Intel aux capacités Simultaneous Multithreading (SMT) de certains de ses processeurs. Cette technologie améliore les performances en dupliquant certaines sections non exécutables du processeur afin qu'un seul cœur de processeur apparaisse comme deux processeurs logiques pour le système d'exploitation.

Le système d'exploitation s'adresse à ces deux cœurs logiques et répartit la charge de travail entre eux. Cela permet au processeur de traiter plusieurs threads simultanément, en gérant les ressources afin que les unités d'exécution restent occupées.

L'hyper-threading présente plusieurs avantages, notamment une efficacité et une utilisation des ressources améliorées, ainsi qu'une augmentation considérable des performances. Intel revendique une amélioration des performances pouvant atteindre 30 % pour les puces dotées de l'hyper-threading par rapport à celles qui en sont dépourvues. Ce n'est pas négligeable pour une technologie qui n'ajoute que 5 % au silicium de la puce. Quand on sait qu'une nouvelle génération de processeurs n'apporte généralement que des améliorations de quelques pourcents, ce n'est pas négligeable.

Cependant, l'hyper-threading n'est pas sans problèmes. Certaines applications ne montrent pas seulement une amélioration lorsqu'il est activé, mais peuvent même afficher des performances moins bonnes. Il a également été démontré que l'hyper-threading introduisait des failles de sécurité, en particulier des attaques par canal auxiliaire, ce qui a conduit le système d'exploitation OpenBSD à désactiver l'hyper-threading pour des raisons de sécurité. Certains affirment également que le multithreading simultané peut consommer jusqu'à 46 % d'énergie en plus que les conceptions traditionnelles.

Intel a introduit l'hyper-threading en 2002, initialement avec ses processeurs Xeon destinés aux stations de travail, avant de l'intégrer au Pentium 4 la même année. Depuis lors, l'hyper-threading est une fonctionnalité présente dans la plupart de ses processeurs. Depuis cette époque, le nombre de cœurs des processeurs a considérablement augmenté et, grâce à l'hyper-threading, les processeurs modernes sont désormais capables de gérer jusqu'à 32 threads simultanément, à l'instar du Core i9-13900.

Comme nous l'avons mentionné en introduction, l'hyper-threading est le nom commercial donné par Intel au multithreading simultané (SMT), mais AMD n'allait évidemment pas rester les bras croisés pendant qu'Intel profitait d'un gain de performances pouvant atteindre 30 %. Ainsi, même si AMD n'utilisera jamais le nom « hyper-threading », elle a adopté le SMT avec ses premiers processeurs Zen et bénéficie depuis lors de cette technologie. AMD a également continué à augmenter le nombre de cœurs et, tout comme Intel, avec des processeurs tels que le Ryzen 9 9950x, ses processeurs haut de gamme pour ordinateurs de bureau peuvent désormais gérer jusqu'à 32 threads simultanément.

Si tout cela dresse un tableau idyllique de la santé de l'hyper-threading, vous serez peut-être surpris d'apprendre que la technologie de doublement des processeurs d'Intel ne figure pas sur la liste des fonctionnalités de ses processeurs les plus récents. À titre d'exemple, le Core Ultra 9 285K récemment commercialisé par Intel dispose de huit cœurs Performance et de 16 cœurs Efficient, sans aucune trace d'hyper-threading sur l'un ou l'autre type. Cela indique un changement dans la conception des processeurs. Il a en effet été estimé que l'hyper-threading n'offrait tout simplement plus les mêmes performances qu'auparavant avec ces nouveaux processeurs « hybrides ».

Intel est passé à une conception hybride avec ses processeurs Core de 12e génération. Il s'agit de processeurs dotés de cœurs performants et efficaces, imitant l'approche big.LITTLE qu'ARM a mise en œuvre avec ses processeurs. Il existe essentiellement deux types de cœurs à l'intérieur de la puce qui peuvent être utilisés pour différentes charges de travail afin d'offrir une efficacité améliorée par rapport aux conceptions de processeurs précédentes. Au départ, Intel prenait encore en charge l'hyper-threading sur les cœurs performants, mais a abandonné cette technologie avec la dernière génération, choisissant plutôt de doubler le nombre de cœurs efficaces.

AMD ne semble pas pressé de suivre Intel dans la production d'un design hybride complet, préférant se concentrer sur sa technologie de cache X3D pour conserver son avance en matière de performances. Le multithreading simultané va donc rester d'actualité pendant un certain temps, mais peut-être sans l'étiquette « hyper-threading ».