Explicații privind tehnologia Hyper-Threading

Hyper-Threading (HT) sau Hyper-Threading Technology (HTT) este denumirea dată de Intel capacităților Simultaneous Multithreading (SMT) ale unor procesoare ale sale. Tehnologia îmbunătățește performanța prin duplicarea unor secțiuni neexecutabile ale procesorului, pentru a permite unui singur nucleu de procesor să apară ca două procesoare logice pentru sistemul de operare.

Sistemul de operare se adresează acestor două nuclee logice și împarte sarcina de lucru între ele. Acest lucru permite procesorului să gestioneze mai multe thread-uri în același timp, gestionând resursele pentru a se asigura că unitățile de execuție sunt ocupate în permanență.

Hyper-threading-ul oferă mai multe avantaje, printre care eficiența îmbunătățită și utilizarea mai eficientă a resurselor, precum și creșterea semnificativă a performanței. Intel susține că performanța cipurilor cu hyper-threading este cu până la 30% mai bună decât a celor fără această tehnologie. Nu este rău pentru ceva care adaugă doar 5% la siliciul cipului. Dacă luăm în considerare faptul că o nouă generație de procesoare aduce, în general, îmbunătățiri de doar câteva procente, nu este ceva de neglijat.

Tehnologia Hyper-Threading nu este însă lipsită de probleme. Unele aplicații nu numai că nu înregistrează îmbunătățiri atunci când aceasta este activată, dar pot chiar avea performanțe mai slabe. S-a demonstrat că tehnologia Hyper-Threading introduce vulnerabilități de securitate, în special atacuri de tip side-channel, ceea ce a determinat sistemul de operare OpenBSD să dezactiveze tehnologia Hyper-Threading din motive de securitate. De asemenea, s-a afirmat că multithreadingul simultan poate consuma cu până la 46% mai multă energie decât modelele tradiționale.

Intel a introdus tehnologia Hyper-Threading în 2002, inițial cu procesoarele Xeon destinate stațiilor de lucru, înainte de a o include în Pentium 4 în același an. De atunci, tehnologia Hyper-Threading a fost integrată în majoritatea procesoarelor sale. De atunci, numărul de nuclee ale procesoarelor a crescut semnificativ, iar cu tehnologia Hyper-Threading, procesoarele moderne pot gestiona până la 32 de thread-uri simultan, cum este cazul procesorului Core i9-13900.

Așa cum am spus la început, hyper-threading este numele comercial al Intel pentru multithreading simultan (SMT), dar evident că AMD nu avea de gând să stea cu mâinile în sân în timp ce Intel se bucura de până la 30% performanță gratuită. Așadar, deși AMD nu ar folosi niciodată denumirea comercială hyper-threading, a adoptat SMT cu primele sale procesoare Zen și beneficiază de această tehnologie de atunci. AMD a continuat să crească numărul de nuclee și, la fel ca Intel, cu procesoare precum Ryzen 9 9950x, veți avea la dispoziție procesoare desktop de top care pot gestiona până la 32 de thread-uri simultan.

Dacă toate acestea descriu o imagine optimistă a stării de sănătate a tehnologiei hyper-threading, atunci s-ar putea să fiți surprinși să aflați că tehnologia Intel de dublare a procesorului nu se regăsește pe lista caracteristicilor procesoarelor sale mai recente. De exemplu, procesorul Core Ultra 9 285K lansat recent de Intel are opt nuclee de performanță și 16 nuclee eficiente, fără niciun semn de hyper-threading pe niciunul dintre tipuri. Acest lucru indică o schimbare în modul în care sunt proiectate procesoarele și s-a considerat, în esență, că hyper-threading-ul pur și simplu nu mai funcționează la fel ca înainte cu aceste noi procesoare „hibride”.

Intel a trecut la un design hibrid cu procesoarele Core de generația a 12-a. Acestea sunt procesoare care au nuclee performante și eficiente, imitând abordarea big.LITTLE pe care ARM a realizat-o cu procesoarele sale. În esență, există două tipuri de nuclee în interiorul cipului care pot fi utilizate pentru sarcini diferite, oferind o eficiență îmbunătățită în comparație cu modelele anterioare de procesoare. Inițial, Intel încă suporta tehnologia hyper-threading pe nucleele performante, dar a renunțat la aceasta odată cu ultima generație, alegând în schimb să dubleze numărul de nuclee eficiente.

AMD nu pare să se grăbească să urmeze exemplul Intel în producerea unui design hibrid complet, concentrându-se în schimb pe tehnologia sa de cache X3D pentru a-i conferi un avantaj în ceea ce privește performanța. Așadar, multithreadingul simultan va rămâne încă o vreme printre noi, doar că poate nu sub denumirea de hyper-threading.