Qu'est-ce que l'Hyper-Threading ?

Si vous avez suivi l'évolution des processeurs ces dernières années, vous avez peut-être remarqué quelque chose d'inhabituel : Intel s'est largement détourné de la technologie Hyper-Threading dans ses processeurs grand public. Cela peut paraître étrange, sachant que l'Hyper-Threading était une fonctionnalité incontournable des processeurs Intel depuis des décennies. La bonne nouvelle, c'est que l'Hyper-Threading n'est pas mort. En effet, Intel a publiquement déclaré qu'il prévoyait de réintroduire cette technologie dans ses futurs processeurs, après avoir constaté que son abandon avait entraîné une perte de performances.

Avant d'examiner les raisons pour lesquelles Intel a changé d'avis, il est utile de comprendre en quoi consiste réellement la technologie Hyper-Threading et pourquoi elle a constitué une fonctionnalité si importante pendant si longtemps. Si vous souhaitez une analyse technique plus approfondie, consultez notre guide complémentaire intitulé « Tout savoir sur l'Hyper-Threading ».

L'Hyper-Threading est la mise en œuvre par Intel du multithreading simultané (SMT), une technologie qui permet à un seul cœur de processeur de traiter deux threads d'instructions simultanément. Bien qu'un cœur de processeur puisse sembler constamment occupé, il arrive souvent que certaines parties de ce cœur restent inactives en attendant la réception de données ou l'achèvement d'autres tâches. L'Hyper-Threading permet de mieux exploiter ces ressources qui, sans cela, resteraient inutilisées, en autorisant l'exécution d'un deuxième thread parallèlement au premier.

Il convient de souligner que cela ne signifie pas pour autant un doublement des performances, car un cœur doté de la technologie Hyper-Threading n’est toujours qu’un seul cœur physique. Les gains de performances se situent généralement entre 10 et 30 %, selon la charge de travail. Les applications capables de tirer parti d’un grand nombre de threads, telles que celles dédiées à la création de contenu, au rendu, à l’encodage vidéo et aux logiciels de productivité, sont généralement celles qui en bénéficient le plus.

En matière de performances de jeu, c'est souvent une autre histoire. De nombreux jeux ne tirent que des gains modestes de la technologie Hyper-Threading, d'autant plus que les processeurs modernes continuent de se doter d'un nombre croissant de cœurs physiques.

Intel estimait pouvoir obtenir de meilleurs résultats sans la technologie Hyper-Threading. Cette évolution a débuté avec le lancement de son architecture de processeurs hybride. À partir des processeurs Core de 12e génération, Intel a associé des cœurs P hautes performances à des cœurs E plus petits et plus efficaces. À l'origine, les cœurs P prenaient toujours en charge la technologie Hyper-Threading, contrairement aux cœurs E.

Avec un nombre accru de cœurs physiques disponibles, Intel a commencé à se demander si la technologie Hyper-Threading justifiait encore cette complexité supplémentaire. Cette réflexion a abouti aux cœurs de performance « Lion Cove » d’Intel, introduits dans ses architectures « Lunar Lake » et « Arrow Lake », qui ont complètement abandonné l’Hyper-Threading au profit d’une optimisation de l’efficacité, d’une simplification de la conception et d’une allocation accrue de ressources à l’amélioration des performances monothread.

Il convient de noter que la technologie Hyper-Threading présente certains inconvénients. Elle nécessite davantage de silicium (souvent estimé à environ 5 %), accroît la complexité et peut augmenter la consommation d'énergie. Au fil des ans, des chercheurs en sécurité ont également identifié des vulnérabilités de type « canal latéral » pouvant exploiter les ressources matérielles partagées, ce qui a conduit certaines entreprises et organisations à désactiver la technologie Hyper-Threading dans les environnements où la sécurité est primordiale.

Dans l'ensemble, Intel estimait que des améliorations architecturales plus importantes et une augmentation du nombre de cœurs physiques pourraient l'emporter sur les avantages de la technologie Hyper-Threading.

Le fait est que, malgré les arguments avancés par Intel, ces avantages n’ont jamais vraiment disparu. Les nouvelles architectures d’Intel ont certes apporté des améliorations impressionnantes en termes d’efficacité et de performances monothread, mais l’entreprise a depuis reconnu que l’abandon de la technologie Hyper-Threading était peut-être allé trop loin.

Le PDG d'Intel, Lip-Bu Tan, a déclaré que l'abandon de la technologie SMT avait placé Intel dans une situation de désavantage concurrentiel et entraîné des écarts de performances auxquels l'entreprise entend désormais remédier dans ses futurs produits.

Le raisonnement est simple : si l'ajout de cœurs physiques supplémentaires constitue souvent la meilleure solution, ce n'est pas toujours la plus pratique. La technologie Hyper-Threading reste un moyen efficace de tirer davantage de performances des cœurs existants, en particulier dans le cadre de charges de travail fortement multithread. Cela revêt une importance particulière dans les environnements professionnels et serveurs, où la virtualisation, les bases de données, l'infrastructure cloud, les applications d'ingénierie et de nombreuses charges de travail liées à l'IA peuvent toutes tirer parti de la gestion simultanée d'un plus grand nombre de threads.

Au moment où nous rédigeons cet article, Intel a confirmé son intention de réintroduire la technologie SMT dans ses futurs processeurs pour serveurs. Il est encore difficile de savoir si la technologie Hyper-Threading fera également son retour dans les processeurs destinés aux ordinateurs de bureau grand public et aux jeux vidéo, mais ce changement de cap d'Intel laisse penser que cette technologie a encore un rôle important à jouer.

Les processeurs Ryzen et EPYC modernes continuent d'utiliser la technologie SMT sur l'ensemble des gammes de processeurs grand public et professionnels d'AMD, ce qui permet à la plupart des cœurs de traiter deux threads simultanément. AMD n'a donné aucune indication laissant penser qu'elle envisageait d'abandonner la technologie SMT et continue de la considérer comme un élément essentiel pour optimiser les performances des processeurs.

En conséquence, les processeurs AMD et Intel actuels ont adopté des approches légèrement différentes pour atteindre des performances supérieures. Intel s'est concentré, pendant plusieurs générations, sur les architectures hybrides, l'amélioration de la conception des cœurs et l'ajout de cœurs physiques supplémentaires, tandis qu'AMD a continué à associer un nombre élevé de cœurs à la technologie SMT.

Pendant un bref moment, on aurait pu croire que la technologie Hyper-Threading était sur le point de disparaître. Les dernières architectures grand public d'Intel l'avaient abandonnée, et l'augmentation du nombre de cœurs semblait lui faire perdre de son importance par rapport à autrefois. Cependant, les rumeurs annonçant sa disparition étaient peut-être prématurées.

Même si la technologie Hyper-Threading n'est pas un multiplicateur de performances miracle, elle reste un moyen efficace d'améliorer l'utilisation du processeur et d'augmenter les performances dans de nombreuses charges de travail. La décision d'Intel de réintroduire la technologie Hyper-Threading suggère que, malgré les progrès réalisés dans la conception des processeurs, il reste intéressant de permettre à un seul cœur de gérer plusieurs threads.

Pour les consommateurs, le principal enseignement à retenir est simple : la technologie Hyper-Threading n'est plus garantie sur tous les processeurs Intel, mais elle est loin d'avoir disparu pour autant. À mesure qu'Intel perfectionne la conception de ses futurs processeurs, l'Hyper-Threading semble appelée à rester présente dans le paysage des processeurs pendant de nombreuses années encore.