Hyper-Threading forklaret

Hyper-Threading (HT) eller Hyper-Threading Technology (HTT) er det navn, Intel giver til Simultaneous Multithreading (SMT)-funktionerne i nogle af sine processorer. Teknologien forbedrer ydeevnen ved at duplikere nogle af processorens ikke-eksekverbare sektioner, så en enkelt processorkerne fremstår som to logiske processorer for operativsystemet.

Operativsystemet adresserer disse to logiske kerner og fordeler arbejdsbyrden mellem dem. Dette gør det muligt for processoren at håndtere flere tråde på samme tid ved at administrere ressourcerne, så eksekveringsenhederne holdes beskæftiget.

Der er flere fordele ved hyper-threading, herunder forbedret effektivitet og ressourceudnyttelse samt den meget vigtige forbedring af ydeevnen. Intel hævder, at chips med hyper-threading har op til 30 % bedre ydeevne end chips uden. Det er ikke dårligt for noget, der kun tilføjer 5 % til chip-siliciumet. Når man tænker på, at en ny processorgeneration generelt kun resulterer i forbedringer på få procent, er det ikke noget, man kan se ned på.

Hyper-Threading er dog ikke uden problemer. Nogle applikationer viser ikke kun ingen forbedringer, når det er aktiveret, men kan også vise dårligere ydeevne. Hyper-threading har også vist sig at medføre sikkerhedsrisici, især side-channel-angreb, hvilket har ført til, at OpenBSD-operativsystemet har deaktiveret hyper-threading af sikkerhedsmæssige årsager. Der har også været påstande om, at samtidig multithreading kan bruge op til 46 % mere strøm end traditionelle designs.

Intel introducerede hyper-threading i 2002, oprindeligt med sine arbejdsstationsfokuserede Xeon-processorer, inden det blev inkluderet i Pentium 4 samme år. Hyper-Threading har siden været en funktion i de fleste af virksomhedens processorer. Siden da er antallet af CPU-kerner steget markant, og med hyper-threading betyder det, at moderne processorer kan håndtere op til 32 tråde på én gang, som f.eks. Core i9-13900.

Som vi sagde i indledningen, er hyper-threading Intels varemærke for simultan multithreading (SMT), men AMD ville naturligvis ikke sidde med hænderne i skødet, mens Intel fik lov til at lege med op til 30 % gratis ydeevne. Så selvom AMD aldrig ville bruge hyper-threading-brandet, omfavnede de SMT med deres første Zen-processorer og har siden haft gavn af teknologien. AMD har også skubbet antallet af kerner i vejret, og ligesom Intel kan du med Ryzen 9 9950x se deres top-end desktop-chips håndtere op til 32 tråde på én gang.

Hvis alt dette tegner et rosenrødt billede af hyper-threading, vil det måske overraske dig at høre, at Intels teknologi til fordobling af CPU'er ikke er på listen over funktioner i de nyeste processorer. For eksempel har Intels nyligt udgivne Core Ultra 9 285K otte Performance-kerner og 16 Efficient-kerner uden tegn på hyper-threading på nogen af typerne. Dette peger på en ændring i, hvordan processorer designes, og det blev grundlæggende vurderet, at hyper-threading simpelthen ikke leverer det samme som tidligere med disse nye "hybrid"-processorer.

Intel skiftede til et hybriddesign med sine 12. generations Core-processorer. Det er CPU'er, der har Performance- og Efficient-kerner, hvilket efterligner den big.LITTLE -tilgang, som ARM opnåede med sine processorer. Der er i alt to typer kerner i chippen, som kan bruges til forskellige arbejdsopgaver for at opnå bedre effektivitet sammenlignet med tidligere CPU-designs. Oprindeligt understøttede Intel stadig hyper-threading på Performance-kernerne, men droppede dette i den seneste generation og valgte i stedet at fordoble antallet af Efficient-kerner.

AMD ser ikke ud til at have travlt med at følge Intels eksempel og producere et fuldt hybriddesign, men fokuserer i stedet på sin X3D-cacheteknologi for at opnå en førerposition inden for ydeevne. Så simultan multithreading vil være en del af vores hverdag i et stykke tid endnu, bare måske ikke under betegnelsen hyper-threading.