Hyper-Threading uitgelegd

Hyper-Threading (HT) of Hyper-Threading Technology (HTT) is de naam die Intel geeft aan de Simultaneous Multithreading (SMT)-mogelijkheden van sommige van zijn processors. Deze technologie verbetert de prestaties door sommige niet-uitvoerbare delen van de processor te dupliceren, zodat één processorkern voor het besturingssysteem als twee logische processors verschijnt.

Het besturingssysteem communiceert met deze twee logische kernen en verdeelt de werklast over beide. Hierdoor kan de processor meerdere threads tegelijkertijd verwerken door de resources zo te beheren dat de uitvoeringseenheden continu bezig blijven.

Hyper-threading biedt verschillende voordelen, waaronder verbeterde efficiëntie en beter gebruik van bronnen, evenals de uiterst belangrijke prestatieverbetering. Intel claimt een prestatieverbetering van maar liefst 30% voor chips met hyper-threading in vergelijking met chips zonder hyper-threading. Niet slecht voor iets dat slechts 5% toevoegt aan het silicium van de chip. Als je bedenkt dat een nieuwe generatie processors doorgaans slechts een verbetering van enkele procenten oplevert, is dat niet iets om je neus voor op te halen.

Hyper-Threading is echter niet zonder problemen. Sommige toepassingen laten niet alleen geen verbeteringen zien wanneer deze functie is ingeschakeld, maar kunnen zelfs slechter presteren. Hyper-threading blijkt ook beveiligingsrisico's met zich mee te brengen, met name side-channel-aanvallen, waardoor het besturingssysteem OpenBSD hyper-threading om veiligheidsredenen heeft uitgeschakeld. Er zijn ook beweringen dat gelijktijdige multithreading tot 46% meer stroom kan verbruiken dan traditionele ontwerpen.

Intel introduceerde hyper-threading in 2002, aanvankelijk met zijn werkstationgerichte Xeon-processors, voordat het in hetzelfde jaar werd opgenomen in de Pentium 4. Hyper-Threading is sindsdien een functie van de meeste processors. Sindsdien is het aantal CPU-kernen aanzienlijk toegenomen en met hyper-threading betekent dit dat moderne processors tot wel 32 threads tegelijk kunnen verwerken, zoals de Core i9-13900.

Zoals we in de inleiding al zeiden, is hyper-threading de merknaam van Intel voor simultaneous multithreading (SMT), maar AMD ging natuurlijk niet werkeloos toekijken terwijl Intel met tot wel 30% extra prestaties kon spelen. Hoewel AMD nooit de merknaam hyper-threading zou gebruiken, omarmde het SMT wel met zijn eerste Zen-processors en profiteert het sindsdien van deze technologie. AMD heeft ook het aantal cores steeds verder opgeschroefd en net als Intel kun je met chips als de Ryzen 9 9950x rekenen op topklasse desktopchips die tot 32 threads tegelijk aankunnen.

Als dit alles een rooskleurig beeld schetst van de gezondheid van hyper-threading, dan zult u misschien verbaasd zijn dat Intel's technologie voor het verdubbelen van CPU's niet op de lijst met functies van zijn recentere processors staat. De onlangs uitgebrachte Core Ultra 9 285K van Intel heeft bijvoorbeeld acht Performance-kernen en 16 Efficient-kernen, zonder dat er sprake is van hyperthreading op beide typen. Dit wijst op een verandering in het ontwerp van processors. Men kwam namelijk tot de conclusie dat hyperthreading simpelweg niet meer dezelfde prestaties levert als vroeger met deze nieuwe 'hybride' processors.

Intel is met zijn 12e generatie Core-processors overgestapt op een hybride ontwerp. Dit zijn CPU's met Performance- en Efficient-kernen, waarmee ze de big.LITTLE- aanpak van ARM met zijn processors nabootsen. In wezen zijn er twee soorten cores in de chip die voor verschillende taken kunnen worden gebruikt om een betere efficiëntie te bieden in vergelijking met eerdere CPU-ontwerpen. Aanvankelijk ondersteunde Intel nog hyper-threading op de Performance-cores, maar dat is met de nieuwste generatie geschrapt. In plaats daarvan heeft Intel ervoor gekozen om het aantal Efficient-cores in wezen te verdubbelen.

AMD lijkt geen haast te hebben om Intel te volgen in de productie van een volledig hybride ontwerp, maar richt zich in plaats daarvan op zijn X3D-cachetechnologie om een voorsprong op het gebied van prestaties te behouden. Simultane multithreading zal dus nog wel een tijdje blijven bestaan, alleen misschien niet onder de naam hyper-threading.