Když jeden pracuje za dva - Pentium 4 3.6 Ghz Hyper-Threading

Procesor Pentium 4 na frekvenci 3,06 GHz není jen dalším gigahertzovým
milníkem, ale přináší také zajímavé technologické změny. Nová technologie

nazvaná Hyper-Threading (HT) totiž umožňuje, aby se jeden procesor choval

navenek jako dva, což by mělo přinést zvýšení celkového výkonu počítače.



Technologie Hyper-Threading je založena na poměrně jednoduchém principu. Dnešní

moderní procesory v sobě obsahují velké množství úzce specializovaných

jednotek, které jsou určeny na vykonávání pouze jednoho typu operace. Zatímco

některé z nich pouze sčítají či odečítají, jiné se starají o zpracování

multimediálních instrukcí a další o složité aritmetické postupy.



Při zpracování je v procesoru program rozebírán, analyzován a odpovídající

instrukce jsou směřovány do správných jednotek. Instrukční scheduler, pak

umožňuje paralelně řadit jednotlivé fragmenty instrukcí, které mohou být

prováděny i v jiném pořadí, než v jakém se vyskytují v původním programu.

Scheduler se totiž stará také o to, aby nedošlo k případným kolizím mezi

jednotlivými instrukcemi a ty si vzájemně nepoškozovaly svá data.



Hyper-Threading je technologie, která je nevyužité jednotky schopna průběžně

programům nabízet jako druhý procesor, na němž mohou svá aplikační vlákna

(thready) nechat běžet a využít tak i poslední zbytky ladem ležícího křemíku.

Ve skutečnosti je ale absolutní míra vytížení jednotek CPU (tedy ne celkové

zatížení procesoru, zjistitelné v Task Manageru Windows 2000 či XP) poměrně

malá právě kvůli tomu, že programy s možností sofistikovanějšího využívání

procesoru prostě nepočítají.



V současné době jsou zatím výsledky testů na strojích s HT značně rozporuplné.

Na jedné straně je možné najít aplikace, kterým tato technologie výrazně

prospívá, jako jsou například dva současně spuštěné programy, z nichž jeden

pracuje „na pozadí“ (antivirus či kódování MP3), a na druhé straně existuje

přinejmenším stejné množství programů, kterým je nějaký Hyper-Threading úplně

jedno a jejich rychlost prostě neovlivní. A dokonce nejsou výjimkou ani

programy či benchmarkovací balíky, kde aktivovaný HT může celkový výsledek i

zhoršit.



Do značné míry současná situace připomíná uvedení procesorů MMX, anebo z

poslední doby výsledky Pentia 4 na startovacích frekvencích před více jak dvěma

lety, kdy byl tento procesor poprvé představen veřejnosti. Ve své době tyto

technologie nebyly dobře přijímány zejména odbornou veřejností, protože až s

postupem času vznikaly programy, které byly schopny přínosy nových technologií

či výrobních postupů využít.



Zcela obdobně se tak můžeme dívat na Hyper-Threading. Dnes jej využije pouze

málo aplikací, a v řadě případů (zejména se staršími operačními systémy) dojde

dokonce ke zhoršení celkového výkonu oproti stejnému stroji bez HT. Do budoucna

ale programátoři a výrobci softwaru určitě více zohlední ve svých aplikacích

možnost běhu na SMP počítačích a také na virtuálních víceprocesorových

systémech s Hyper-Threadingem. Pak můžeme očekávat, že v průměru výkon vzroste

o nějakých 15–30 % oproti počítačům, kde HT nebude.



Naštěstí dává Intel svým zákazníkům možnost volby chci dnes procesor bez

Hyper-Threadingu, a časem s ním? Není problém stačí přejít do BIOSu počítače,

kde lze tuto funkci vypnout. I bez ní je to bezpochyby nejrychlejší současný

desktopový procesor.



Výhodou pro uživatele je také zachovaná cenová politika Intelu. Je

pochopitelné, že dnešní high-endový procesor nutně stojí skutečně hodně. Do

budoucna však bude HT ve všech nových Pentiech 4 (tedy ne v Celeronech

postavených na jádru Northwood) a cena již předtím uvedených modelů se bude

samozřejmě snižovat. Z nové technologie však plynou i některá omezení. Mezi ta

významnější patří nutnost operačního systému Windows XP a vyššího, a také

odpovídající základní desky. Na jiných systémech než Windows XP (resp.

linuxovém kernelu s podporu dvou procesorů) jsou v některých aplikacích patrné

významné propady ve výkonu. Například stále oblíbená Windows 2000 sice s

Hyper-Threadingem pracují, ale výsledky příliš nadšení nevyvolávají.



Základní desky vyžadují čipové sady Intel 850E, 845G, 845GE, 845GV, 845E nebo

845PE, a zřejmě si také vynutí update BIOSu. Ten si případní zájemci mohou

stáhnout ze stránek výrobce svého motherboardu. Stejně jako nové procesory je

velmi pravděpodobné, že všechny nové čipové sady od Intelu budou

Hyper-Threading podporovat.



Z dalších výrobců čipsetů pro Pentia 4 se k otevřené podpoře nového standardu

přihlásil například SiS, jehož čipové sady SiS645DX a SiS648 revize B jej budou

podporovat. Stejně tak modifikace sady VIA P4X400 by měla být schopná nové

procesory od Intelu zprovoznit.



Samozřejmě že i přes nezměněnou cenovou politiku nejde v případě implementace

technologie HT ze strany Intelu o žádnou charitu. Popravdě ani Intel na celé

akci neprodělává, programátoři dál budou pracovat pod jeho taktovkou a

implementace Hyper-Threadingu jej stojí jen několik procent křemíku v procesoru

navíc, což je v porovnání s prodejní cenou třígigového čipu doslova směšná

investice. Celkově tedy mohou být spokojeni úplně všichni.