Технология Hyper-Threading на фоне перспектив развития ЦП

На форуме для разработчиков в Сан-Хосе, прошедшем в конце августа, корпорация Intel представила технологию, позволяющую создать на базе одного физического процессора два виртуальных. Новая разработка получила официальное маркетинговое название Hyper-Threading Technology, что означает гиперпоточную (параллельную) обработку информации.

Идея параллельности в микропроцессорном мире не нова. Например, параллелизм на уровне инструкций означает одновременное выполнение инструкций. Существует параллельность на уровне потоков, но для ее реализации необходимо иметь более одного процессора. В этом случае каждый поток отправляется одному процессору и достигается одновременная обработка нескольких задач (по количеству ЦП).

Но как отправить одному процессору не один, а хотя бы два потока? Решение проблемы основано на том, что потоки, как правило, используют ресурсы ЦП не на 100%. Инженеры Intel посчитали, что один чип может весьма успешно обрабатывать два потока информации. Для этого ЦП должен переключаться с одного потока на другой каждые несколько наносекунд, сохраняя информацию о текущем состоянии потоков. В результате для пользователя виртуальная гиперпоточность должна обернуться реальным выигрышем в производительности. Новая технология использует регистры, которые заложены в Pentium 4 и Xeon, но до сих пор не были задействованы. Поэтому с помощью Hyper-Threading процессор может направлять команды одного приложения в арифметическое устройство с плавающей запятой, одновременно выполняя команды другого приложения в устройстве с фиксированной запятой.

На форуме представители Intel заявили, что первоначально Hyper-Threading будет реализована в процессорах Xeon в 2002 г., а начиная с 2003 г. — на всех процессорах Pentium 4. По результатам тестов при включении Hyper-Threading производительность рабочей станции на базе процессора Xeon увеличивалась примерно на 30%. Серверы также могли обслуживать на треть больше клиентов или Web-транзакций. Представитель Intel сообщил, что не следует ожидать двукратного увеличения производительности от двух виртуальных ЦП, прирост в 30% — неплохой результат.

Вышесказанное предполагает оптимизацию всего прикладного ПО для использования с новыми процессорами. Иначе никакого значительного эффекта достичь не удастся. Напомним, что Intel больше года уговаривала разработчиков ПО переписать свои программы, чтобы они в полной мере использовали преимущества Pentium 4. Компания приложила огромные усилия, а каков результат? На сегодняшний день, по данным вице-президента и генерального менеджера Intel Desktop Platforms Group Лу Бернса, всего около 30% приложений используют все преимущества набора инструкций SSE2.

Другой немаловажной деталью является то, что для реализации Hyper-Threading необходима эффективная поддержка гиперпоточности на уровне ОС. По оценкам Intel, сегодня такая поддержка возможна только в Windows XP Professional и Linux.

К тому же на пятки Intel наступает AMD. И отнюдь не со своим вариантом гиперпоточной технологии, а с гораздо более масштабным продуктом — 64-разрядным семейством процессоров Hammer. В отличие от Intel, которая выпустила 64-разрядный ЦП Itanium для специфических задач и ограниченного числа пользователей, AMD рассчитывает на массовое применение нового процессора. Производительность ее устройств, которые должны появиться не позже первой половины 2002 г., обещает намного превзойти показатели технологии Hyper-Threading. Но заметить эту разницу можно только при условии, что все системное и прикладное ПО оптимизировано для использования с 64-разрядными ЦП. Что касается современных 32-разрядных приложений, то они полностью совместимы с процессорами Hammer и не потеряют в своей производительности.

Конечно, гиперпоточность обеспечит ЦП более высокую скорость работы процессоров с 32-разрядным кодом, это позволит клиентам не переплачивать за настоящую многопроцессорную систему и отложить переход на 64-разрядные ЦП. Такая задержка крайне важна для отладки будущих массовых 64-разрядных процессоров, а также для создания полномасштабного комплекса ПО, ориентированного исключительно на новый класс ЦП. Но для этого также необходимо вложить значительные средства в обновление ПО.

У AMD есть возможность взять реванш, выпустив ClawHammer (первенец семейства Hammer) на рынок массовых ПК. Ведь тогда не придется перепрограммировать ПО под гиперпоточность — на 64-бит горизонте совсем другие перспективы. Помешать такому развитию событий могут только ограниченные финансовые возможности AMD.


Версия для печати (без изображений)