Hyperthreading در پردازنده چیست و چگونه کار می نماید؟ - مرد کوچک

در دنیای کامپیوترها اصطلاحات تخصصی متعددی مطرح می گردد که همین موضوع بسیاری از کاربران را گیج می نماید. زمانی که می خواهید یک سیستم نو خریداری کنید مطمئنا در پی استفاده از برترین پردازنده ممکن هستید. بنابراین در ادامه شما را با یکی از مهم ترین تکنولوژی های مربوط به پردازنده ها آشنا می کنیم تا بتوانید گزینه بهتری را انتخاب کنید.

پردازنده چیست؟

پردازنده (CPU) یا واحد پردازش مرکزی، به زبان بسیار ساده مغز کامپیوتر شما است. پردازنده ها در انواع گجت ها مانند کامپیوترهای دسکتاپ، لپ تاپ ها و گوشی های هوشمند استفاده می شوند. یک پردازنده با پردازش اطلاعاتی که سایر بخش ها (مانند رم) در اختیارش قرار می دهند کار خود را انجام می دهد. زمانی که یک برنامه را اجرا می کنید، این پردازنده است که باید دستورالعمل های موجود را تفسیر کند و نتایج را در اختیار شما قرار دهد.

اگر به مشخصات پردازنده ها دقت نموده باشید، احتمالا بارها با اصطلاح هسته روبه رو شده اید. هرکدام از این هسته ها عملا یک پردازنده دیگر هستند که می توانند پردازش های لازم را انجام دهند. در ابتدا پردازنده ها فقط دارای یک هسته بودند. با افزایش تعداد هسته ها، پردازنده ها توانستند کارهای بیشتری را به طور هم زمان انجام دهند. در حال حاضر بیشتر پردازنده های کامپیوترهای 4 هسته ای هستند ولی بعضی از آن ها حتی از 8 هسته بهره می برند.

به زبان هر چقدر تعداد هسته ها بیشتر باشد بهتر است. اما این موضوع چه ارتباطی با تکنولوژی Hyperthreading دارد؟

Hyperthreading پردازنده چیست؟

پردازنده های معمولی در هر زمان فقط قادر به اجرای یک دستورالعمل هستند که به این نوع پردازنده ها single-threaded گفته می گردد. در حالت عادی و single thread دستورالعمل 2 باید منتظر اجرای دستورالعمل 1 بماند تا نوبت آن گردد و این یعنی کاهش سرعت و عملکرد پردازنده.

با بهره گیری از تکنولوژی Hyperthreading (که AMD برای این قابلیت نام Simultaneous Multithreading را انتخاب نموده)، هر هسته پردازنده تبدیل به دو هسته مجازی می گردد که از آن ها تحت اسم Thread یاد می نمایند. این دو هسته مجازی قادر به پردازش هم زمان دستورالعمل ها هستند (در صورتی که برنامه اجازه این کار را بدهد) و این یعنی فناوری لازم در واقع تعداد هسته های یک پردازنده را دو برابر می نماید.

بنابراین اگر پردازنده 4 هسته ای شما دارای قابلیت Hyperthreading باشد، شما می توانید از 8 هسته مجازی استفاده کنید. البته عملکرد این هسته ها دقیقا برابر با عملکرد یک پردازنده دارای 8 هسته فیزیکی نیست که در ادامه بیشتر به این موضوع می پردازیم.

تکنولوژی Hyperthreading چگونه کار می نماید؟

همان طور که گفتیم این پردازنده ها با بهره گیری از Hyperthreading هسته های حقیقی را به هسته های مجازی تبدیل می نمایند. این هسته ها به طور مشترک از امکانات پردازنده مانند موتور اجرایی و حافظه کش بهره می برند. زمانی که هر کدام از هسته ها در انتظار داده هستند و کار خاصی انجام نمی دهند، دیگر هسته ها می توانند از منابع ارائه شده برای آن استفاده نمایند تا کارهای دلخواه خود را انجام دهند.

همان طور که پیش تر گفتیم، هسته های حقیقی توان بیشتری نسبت به هسته های مجازی ارائه می دهند. زیرا هر کدام از هسته های فیزیکی معماری خاص خود را دارند و از قدرت و کارایی بیشتر برخوردار هستند. به زبان ساده، یک پردازنده 4 هسته ای با قابلیت Hyperthreading توان بیشتری نسبت به پردازنده 4 هسته ای معمولی دارد ولی یک پردازنده 8 هسته ای از هر دوی آن ها قدرتمندتر است.

از طرف دیگر، باید به اهمیت سیستم عامل و نرم افزارهای استفاده شده هم اشاره کنیم. اگر نرم افزار لازم برای بهره گیری از این قابلیت آماده نشده باشد یا اینکه نتواند از تمام امکانات پردازنده بهره ببرد، تکنولوژی Hyperthreading هم در نهایت بازده کمتری خواهد داشت.

آیا مزایای Hyperthreading ارزش استفاده از این تکنولوژی را دارد؟

همان طور که چند بار اشاره کردیم، اهمیت هسته های فیزیکی بیشتر از هسته های مجازی است. بنابراین حین خرید یک پردازنده، بهتر است گزینه دارای تعداد هسته های بیشتر را انتخاب کنید. در حال حاضر برای بسیاری از برنامه ها Hyperthreading استفاده نمی گردد. این قابلیت فقط زمانی اهمیت زیادی پیدا می نماید که به ناچار باید چندین برنامه سنگین اجرا کنید و ضمناً این برنامه ها باید قادر به بهره گیری از این قابلیت باشند.

بنابراین اگر از برنامه های سنگین (مانند برنامه های مربوط به تدوین فیلم یا رندر سه بعدی) استفاده می کنید، این برنامه ها با بهره گیری از Hyperthreading قادر به افزایش سرعت پردازش هستند. اما اگر یک کاربر معمولی هستید که عمدتا برای کارهایی مانند تایپ کردند یا وب گردی از سیستم خود بهره می برید، این قابلیت سرعت سیستم را چندان تغییر نمی دهد. علاوه بر این باید خاطرنشان کنیم پردازنده های دارای این قابلیت معمولا قیمت بالاتری دارند.

معایب Hyperthreading

پردازنده های دارای این قابلیت انرژی بیشتری نسبت به پردازنده های بدون این مشخصه مصرف می نمایند. بنابراین اگر می بینید چندان به این قابلیت احتیاج ندارید، این افزایش مصرف انرژی یک هزینه بی فایده خواهد بود. از طرف دیگر همان طور که گفتیم این پردازنده ها قیمت بالاتری دارند و به همین دلیل بین نسل یازدهم پردازنده های اینتل، فقط گزینه های i9 و مدل های گران تر از این مشخصه بهره می برند.

آیا باید یک پردازنده دارای قابلیت Hyperthreading خریداری کنید؟

اگر از جمله کاربرانی هستید که فشار زیادی به سیستم وارد می کنید، این قابلیت می تواند مزایای متعددی برای شما داشته باشد. اما اگر یک کاربر معمولی هستید که کار خاصی با سیستم انجام نمی دهید، خرید چنین پردازنده هایی غیر لازم است.

در آینده، مطمئناً برنامه های بیشتری به بهره گیری از این قابلیت روی می آورند. از طرف دیگر با پیشرفت فناوری، برنامه ها فشار بیشتری به سیستم وارد می نمایند و در این شرایط تکنولوژی Hyperthreading اهمیت دوچندانی پیدا می نماید. در هر صورت با توجه به احتیاجهایی که دارید و برنامه هایی که استفاده می کنید، باید در این زمینه دست به انتخاب بزنید.

سخن آخر

در نهایت خلاصه نکات اصلی مطرح شده از این قرار است؛

• تکنولوژی Hyperthreading هر کدام از هسته های فیزیکی را به دو هسته مجازی تبدیل می نماید.
• هسته های فیزیکی توان بیشتری نسبت به هسته های مجازی دارند.
• این تکنولوژی بیشتر مناسب برنامه های سنگین است و برای برنامه های روزمره چندان کاربردی ندارد.
• Hyperthreading احتمالا در آینده نزدیک بیشتر استفاده می گردد.

در نهایت این مشخصه اگرچه برای بخشی از کاربران بسیار مفید است، اما برای گروه بزرگی از کاربران چندان کاربردی محسوب نمی گردد. به همین دلیل قبل از خرید پردازنده به این موضوع توجه کنید تا بی فایده مبلغ بیشتری برای خرید پردازنده هزینه نکنید.

منبع: Make Use Of