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Was ist Hyper-Threading?: Die Grundlagen erklärt - ComputerBase

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Hier kann dann mittels Hyper-Threading solange der zweite Prozess oder Thread rechnen und somit parallel laufen. Auch wenn ein SMP-fähiges Betriebssystem somit theoretisch ohne Anpassung mit HT umgehen kann, ist ein angepasstes Betriebssystem sinnvoll, da ansonsten nicht die volle Performance ausgenutzt werden kann und es in Einzelfällen sogar zu einer Leistungsreduzierung kommen kann.

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Hyper-Threading kann diese Auslastung erhöhen: Während bei nur einer laufenden unoptimierten Anwendung der Leistungsgewinn nur marginal und vom Anwender kaum wahrzunehmen ist, profitiert der Anwender bei mehreren gleichzeitig laufenden Anwendungen bzw. Threads von Hyper-Threading.

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Dem Leistungsgewinn steht ein vergleichsweise geringer Mehraufwand in der Logik des Prozessors gegenüber: Lediglich die Threading-Logik und zusätzliche Registersätze für die weiteren Threads müssen vorhanden sein, jedoch keine zusätzlichen Rechenwerke.

Die logischen Prozessoren sind gleichwertig; [1] aufgrund der gemeinsam zu verwendenden Recheneinheiten können sie sich gegenseitig behindern, wodurch die Gesamtrechenleistung deutlich unter der doppelten Einzelleistung liegt. Wird eine der beiden Thread-Ausführungseinheiten abgeschaltet, so kann die andere gänzlich ungestört mit voller Geschwindigkeit rechnen.

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Das Welche 5 haben hypertrading sollte daher rechenintensive Threads explizit einem Kern zuweisen, der keinen weiteren Thread bearbeitet und die zweite Ausführungseinheit abschalten. Hier wirkt Hyper-Threading ähnlich wie out-of-order executionallerdings lediglich auf Thread-Ebene.

Doch seit ein paar Wochen ist es amtlich: Schon der Northwood wird in den kommenden Modellen über dieses Feature verfügen. Deshalb ist es höchste Zeit, dass auch wir uns etwas mit der Funktionsweise von Hyper-Threading beschäftigen. Wieso Hyper-Threading? Ein höherer Prozessortakt bedeutet zwar die Berechnung von mehr Instruktionen pro Zeiteinheit, als Takt bezeichnet, bringt jedoch auch immer eine Zunahme in der Leistungsaufnahme mit sich. Darüberhinaus steigt die Systemleistung nicht linear mit dem Prozessortakt.

Dazu zählen in jedem Fall der vollständige Registersatz inklusive Stackpointer und Programcounter. Dies reduziert zwar im Allgemeinen die Rechenleistung des Gesamtsystems bei vielen Threads, erhöht sie jedoch bei Softwarekonstellationen, die weniger oder gleich viele Threads einsetzen als die verbleibende Kern-Anzahl.

Software[ Bearbeiten Quelltext bearbeiten ] Der Geschwindigkeitsvorteil von Hyper-Threading gegenüber dem klassischen Singlethreading ist nur nutzbar, wenn man ein SMP-fähiges Betriebssystem und Anwendungen einsetzt, die idealerweise auf Hyper-Threading oder allgemein auf Multithreading optimiert sind.

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Gegenüber klassischen Multiprozessorsystemen ist Hyper-Threading bei der reinen Leistung im Nachteil, da sich die zwei Threads auf einem Prozessorkern die verfügbaren Ressourcen teilen welche 5 haben hypertrading somit jeweils langsamer ausgeführt werden, als ein einziger Thread auf dem Kern.

Die Ausführungsgeschwindigkeit eines Threads auf einem logischen Prozessor ist erheblich davon abhängig, wie günstig sein Ressourcenbedarf zum Bedarf des anderen Threads passt.

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Daher müssen z. Threads mit harten Echtzeitanforderungen fest einem Kern ohne zweiten Thread zugeordnet werden, oder das Hyperthreading muss abgeschaltet werden.

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Hyper-Threading ist erheblich kostengünstiger zu realisieren als zwei vollwertige Kerne. Es hebt bei korrekter Implementierung insbesondere im Betriebssystem die Effizienz des Prozessors in Softwareumgebungen, die viele Threads gleichzeitig ausführen, und bewahrt dennoch die Fähigkeit, bei wenigen Threads eine hohe Single-Thread-Performance zu erreichen.

Dies erhöht die Leistung pro Thread.

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Erzeugt eine Software mehr Threads als Kerne, so sinkt im Allgemeinen die Rechenleistung, da das Betriebssystem häufig den Thread-Kontext umladen muss. Moderne Betriebssysteme versuchen, einen Thread auch nach einer Unterbrechung wieder demselben CPU-Kern zuzuweisen, auf dem er zuvor ausgeführt wurde.

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