Hiperprocesamiento

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Hyperthreading (oficialmente llamada tecnología hyper-threading , HTT o HT ) es una tecnología desarrollada por Intel para mejorar el rendimiento de sus propios procesadores . Históricamente, se convirtió en la primera implementación completa del concepto de subprocesos múltiples simultáneos ( en inglés ,  multithreading simultáneo , SMT ), creado en el desarrollo de la tecnología de superprocesos (super-threading en inglés ,  que implementó subprocesos múltiples temporales ). Una vez habilitado el hyperthreading, el sistema operativo define un núcleo de procesador físico como dos núcleos lógicos independientes. Bajo ciertas cargas de trabajo, el uso de hyperthreading puede aumentar el rendimiento del procesador. La esencia de la tecnología: la transferencia de "trabajo útil" ( en inglés útil work ) a dispositivos ejecutivos inactivos (en inglés execution units ).   

Inicialmente, la tecnología se implementó en procesadores de servidor Xeon de un solo núcleo (febrero de 2002) y procesadores de escritorio Pentium 4 de un solo núcleo (noviembre de 2002) [1] . En los primeros procesadores Intel multinúcleo, incluida la serie Core 2 (Core 2 Duo, Core 2 Quad), la tecnología no estaba implementada; Desde 2008, los procesadores multinúcleo también han sido compatibles con la arquitectura Nehalem ( Core i7 ), posteriormente apareció el soporte en Itanium [2] , Atom [3] y todas las series Xeon.

Cómo funciona

Un núcleo de procesador que admita la tecnología de hiperprocesamiento puede almacenar el estado de dos subprocesos de ejecución a la vez , contiene un conjunto de registros y un controlador de interrupción ( APIC ) para cada núcleo lógico. Para el sistema operativo, esto parece tener dos núcleos lógicos. Cada núcleo lógico tiene su propio conjunto de registros y un controlador de interrupción ( APIC ). Los elementos restantes del núcleo físico son comunes a todos los núcleos lógicos.

Por ejemplo, cuando el núcleo físico está ejecutando el hilo de instrucciones del primer núcleo lógico, la ejecución del flujo de instrucciones se suspende por una de las siguientes razones:

El núcleo físico no estará inactivo, sino que transferirá el control al flujo de comandos del segundo núcleo lógico. Así, mientras un núcleo lógico espera, por ejemplo, datos de la memoria , los recursos informáticos del núcleo físico serán utilizados por el segundo núcleo lógico [4] .

Rendimiento

Las ventajas de la tecnología son:

Según Intel, tras la implementación de hyperthreading en Pentium 4 y Xeon 2001-2002:

La ganancia de rendimiento varía de una aplicación a otra. Algunos programas pueden incluso ejecutarse más lentamente. Esto se debe principalmente al " sistema de reproducción " de  los procesadores Pentium 4, que consume los recursos informáticos necesarios, razón por la cual otros subprocesos comienzan a "morir de hambre" [9] [10] .

Notas

  1. Procesadores Intel Pentium 4 de 3,06 GHz con tecnología "hyper-threading" . Laboratorios de bits X. Consultado el 4 de junio de 2014. Archivado desde el original el 31 de mayo de 2014.
  2. Procesadores Itanium compatibles con Hyper-threading . Consultado el 20 de mayo de 2015. Archivado desde el original el 12 de septiembre de 2015.
  3. Procesadores Atom con compatibilidad con Hyper-threading . Consultado el 20 de mayo de 2015. Archivado desde el original el 12 de septiembre de 2015.
  4. Hoja de datos Archivado desde el original el 24 de febrero de 2008.  (ing.) Tecnología "hyper-threading" en el sitio web de Intel .
  5. Tecnología Hyper-Threading // Intel Technology Journal Volumen 06 Número 01 (14 de febrero de 2002), ISSN 1535766X p.7 "Esta implementación de la tecnología Hyper-Threading agregó menos del 5 % al tamaño relativo del chip y los requisitos de potencia máxima"
  6. 1 2 Cómo determinar la eficacia de la tecnología Hyper-Threading con una aplicación Archivado el 5 de febrero de 2015 en Wayback Machine // Intel, 28 de abril de 2011
  7. Tecnología Hyper-Threading // Intel Technology Journal Volumen 06 Número 01 (14 de febrero de 2002), ISSN 1535766X p.14: "El rendimiento medido en el procesador Intel Xeon MP con tecnología Hyper-Threading muestra ganancias de rendimiento de hasta un 30 % en puntos de referencia de aplicaciones de servidor comunes para esta tecnología.
  8. Resumen: En algunos casos, el P4 3.0HT puede incluso superar la versión de 3,6 GHz: CPU única en funcionamiento dual: P4 3,06 GHz con tecnología Hyper-Threading . Tomshardware.com (14 de noviembre de 2002). Recuperado: 5 de abril de 2011.
  9. Keruchenko Y., Malich Y., Levchenko V. Repetición: características desconocidas del funcionamiento del núcleo de Netburst . Archivado el 24 de agosto de 2011. // F-center.ru, 2005
  10. Vatutin E.I., Titov V.S. Características de la implementación de la tecnología "hyper-threading" en los procesadores Intel "Pentium 4" en el ejemplo de la ejecución de diferentes tipos de código Archivado el 11 de enero de 2012 en Wayback Machine , 2005

Enlaces