Cuando estaba jugando a Red Alert hoy, accidentalmente apagué algo y no pude conectarme a Internet.
La tecnología Hyper-threading y la tecnología de control de memoria de doble canal son dos tecnologías diferentes. Por supuesto, las aplicaciones reales de estas dos tecnologías pueden encontrar su propio posicionamiento y valor desde diferentes niveles de aplicación. Para que todos tengan una comprensión profunda de estas dos tecnologías, el autor cree que solo el análisis longitudinal y la comparación pueden encontrar las respuestas que necesitamos. Por supuesto, sólo así podremos ser "objetivos" a la hora de "depositar" y evitar desperdiciar las pocas "monedas de plata" que quedan en la billetera.
1. ¿Qué es la tecnología de procesador Hyper-Threading?
Una definición simple de tecnología "hyper-threading"
La llamada tecnología hyper-threading utiliza instrucciones de hardware especiales para simular los dos núcleos lógicos de un procesador multiproceso en dos chips físicos, una tecnología de procesador que permite que un solo procesador "disfrute" de la computación paralela a nivel de subproceso. La tecnología de subprocesos múltiples puede mejorar eficazmente las capacidades de procesamiento del procesador para tareas múltiples y subprocesos múltiples en sistemas operativos y software que admiten subprocesos múltiples.
La tecnología Hyper-Threading permite que múltiples subprocesos del sistema operativo o software de aplicación se ejecuten simultáneamente en un procesador Hyper-Threading. Dos procesadores lógicos comparten un conjunto de unidades de ejecución de procesador para completar el procesamiento en paralelo. y otras operaciones. Hacerlo aumenta la potencia de procesamiento del procesador 30 porque las aplicaciones simultáneas pueden utilizar completamente cada unidad informática del chip.
Para un chip de un solo subproceso, aunque puede procesar miles de instrucciones por segundo, solo puede procesar una instrucción (de un solo subproceso) en un momento determinado, lo que inevitablemente hace que el procesador tenga otras unidades de procesamiento. inactivo. La tecnología "Hyper-threading" permite al procesador procesar más instrucciones y datos en paralelo a la vez (multi-threading). Se puede decir que Hyper-Threading es una tecnología que puede "movilizar" completamente los recursos de procesamiento temporalmente inactivos dentro de la CPU.
¿Cómo funciona el hyperthreading?
En el proceso de procesamiento de múltiples subprocesos, cada procesador lógico en un procesador multiproceso puede responder a las interrupciones de forma independiente. Cuando el primer procesador lógico rastrea un subproceso de software, el segundo procesador lógico también comienza a rastrear y procesar otro subproceso de software.
Además, para evitar conflictos de recursos de procesamiento de la CPU, el procesador lógico responsable de procesar el segundo subproceso solo utiliza las unidades de procesamiento que están temporalmente inactivas mientras se ejecuta el primer subproceso. Por ejemplo, mientras un procesador lógico realiza una operación de punto flotante (usando la unidad de punto flotante del procesador), otro procesador lógico puede realizar una operación de suma (usando la unidad de enteros del procesador). Sin duda, esto mejorará en gran medida la utilización de la unidad de procesamiento interna del procesador y el correspondiente rendimiento de datos e instrucciones.
Cinco requisitos previos para implementar hyperthreading.
(1) Requiere soporte de CPU.
Actualmente existen procesadores Pentium4 3.06GHz, 2.40C, 2.60C, 2.80C, 3.0GHz, 3.2GHz y Prescott, así como algunos modelos de Xeon.
(2) Se requiere compatibilidad con el chipset de la placa base
Los principales modelos de chipsets de placa base que admiten oficialmente la tecnología Hyper-Threading son Intel 875P, E7205, 850E, 865PE/G/P, 845PE. / GE/GV, 845G (paso a paso B) y 845E. Los conjuntos de chips 875P, E7205, 865PE/G/P y 845PE/GE/GV pueden admitir el uso de tecnología Hyper-Threading, mientras que los conjuntos de chips anteriores 845E y 850E pueden resolver problemas de soporte actualizando el BIOS.
SIS incluye SIS 645 dx (versión b), SIS 648 (versión b), SIS655, SIS658 y SIS648FX. VIA incluye P4X400A, P4X600 y P4X800.
(3) Se requiere compatibilidad con BIOS de la placa base
El fabricante de la placa base debe admitir hyper-threading en el BIOS.
(4) Se requiere compatibilidad con el sistema operativo
Actualmente, sólo Windows XP Professional Edition y versiones posteriores del sistema operativo de Microsoft admiten esta función, y planea admitir hyper-threading en Windows 2000. han sido cancelados.
(5) Se requiere soporte de software de aplicación
En términos generales, cualquier software que admita multiprocesadores puede admitir tecnología de hiperprocesamiento, pero de hecho no existen muchos programas de este tipo. También prefiere software profesional, como procesamiento de gráficos y vídeo, y rara vez es compatible con software de juegos. El software de aplicación incluye Office 2000, Office XP, etc. Además, el kernel de Linux 2.4.x y versiones posteriores también admiten la tecnología Hyper-Threading.
2. ¿Qué es la tecnología de memoria de "doble canal"?
La tecnología de memoria de doble canal crea dos controladores de memoria en el chipset Northbridge (también conocido como GMH), y estos dos controladores de memoria pueden funcionar de forma independiente uno del otro. En estos dos canales de memoria, la CPU puede direccionar y leer datos por separado, duplicando así el ancho de banda y la velocidad de acceso a datos de la memoria (teóricamente).
La arquitectura de memoria DDR de doble canal actualmente popular se basa en dos controladores de memoria DDR de 64 bits. Su ancho de banda puede alcanzar los 128 bits, pero su modo de funcionamiento es diferente de la tecnología de control de memoria de un solo canal de 128 bits. Debido a que los dos controladores de memoria en la arquitectura de doble canal son controladores de memoria inteligentes independientes y complementarios, los dos controladores de memoria pueden funcionar simultáneamente sin tiempo de espera. Por ejemplo, el controlador A está leyendo/escribiendo la memoria principal cuando el controlador B está listo para su próximo acceso a la memoria, y viceversa. Esta naturaleza complementaria de los dos controladores de memoria puede reducir la latencia efectiva en un 50%, duplicando así el ancho de banda de la memoria.
Las funciones de los dos controladores de memoria de DDR de doble canal son exactamente las mismas y los parámetros de sincronización de los dos controladores se pueden programar de forma independiente. Esta flexibilidad permite a los usuarios utilizar dos módulos de memoria DIMM con diferentes estructuras, capacidades y velocidades. En este momento, simplemente ajuste el DDR de doble canal a la densidad más baja para lograr un ancho de banda de 128 bits, lo que permitirá que los módulos de memoria DIMM con diferentes características de densidad/latencia funcionen juntos de manera confiable.
En definitiva, la tecnología de doble canal está relacionada con el chipset de la placa base y no tiene nada que ver con la memoria en sí. Siempre que el fabricante integre dos controladores de memoria dentro del chip, se puede formar un sistema DDR de doble canal. Los fabricantes de placas base solo necesitan dividir los DIMM en el canal 1 y el canal 2 según el canal de memoria, y los usuarios también deben insertar la memoria en pares, al igual que la RDRAM. Si solo se inserta una memoria, solo funcionará uno de los dos controladores de memoria y no habrá efecto de doble canal.
Si solo se inserta una memoria, solo funcionará uno de los dos controladores de memoria.
La tecnología de control de memoria de doble canal puede aumentar eficazmente el ancho de banda de la memoria, especialmente para el software que necesita intercambiar datos con frecuencia con la memoria, así como conjuntos de chips con núcleos gráficos integrados (tarjetas gráficas integradas). En las placas base de doble canal con gráficos integrados como la 865G, el alto ancho de banda brindado por la tecnología de control de memoria de doble canal puede ayudar a la tarjeta gráfica integrada a obtener un mayor ancho de banda de datos al dividir la memoria principal en la memoria principal. es lo que restringe el rendimiento de la tarjeta gráfica.
Para las placas base con núcleos gráficos integrados, su memoria no solo necesita intercambiar datos frecuentemente con la CPU, sino que también es utilizada como memoria principal por el núcleo gráfico integrado en la placa base. En este momento, la memoria principal también cambiará los datos con frecuencia, lo que sin duda es una prueba severa para el ancho de banda de memoria limitado.
La tecnología de control de memoria de doble canal es una tecnología de chipset de la placa base. Sólo los conjuntos de chips que admiten tecnología de control de memoria de doble canal pueden construir plataformas de memoria de doble canal.
El campo Intel incluye I850, i875P, i7205, i865PE, i865G, SIS655, SIS655FX, VIA PT600 (P4X600), VIA PT800 (P4X800) y VIA PT880.
Dejemos que los hechos hablen por sí solos. ¿Son realmente útiles el hyper-threading y el doble canal (2)
2003-12-2 2:02
Capacidades de la computadora
Interruptor de límite (Interruptor de límite)
Ventajas y desventajas de la tecnología de procesador "Hyper-Threading"
Ventajas de la tecnología Hyper-Threading
(1) Hyper-Threading funciona bien en muchas aplicaciones de servidor , como servicios web y bases de datos SQL.
(2) Los conjuntos de chips de escritorio convencionales básicamente pueden admitir hyper-threading sin ningún gasto adicional de su parte.
(3) Windows XP se ha optimizado para ello y el rendimiento puede mejorar cuando se ejecutan varios programas que no admiten subprocesos múltiples. Incluso las pérdidas son insignificantes.
(4) En algunas aplicaciones de software que admiten subprocesos múltiples, el rendimiento se puede mejorar en aproximadamente un 30%, como 3dsmax, Maya, Office, Photoshop, etc. Intel incluso logró una mejora del 90% en una prueba.
Desventajas de la tecnología Hyper-Threading
(1) El popular Windows 2000 no es compatible con la tecnología Hyper-Threading, por lo que debe instalar Windows XP, lo que puede no ser satisfactorio.
(2) Cuando se activa el hyper-threading para posprocesar aplicaciones de un solo subproceso, el rendimiento del procesador a veces disminuye.
(3) Faltan varios programas de aplicaciones comunes optimizados para hyper-threading, por lo que el rendimiento no se puede reflejar completamente.
En general, a través de la comparación de las ventajas y desventajas anteriores, entendemos que la tecnología Hyper-Threading puede mejorar el rendimiento del sistema al procesar múltiples tareas. Sin embargo, cuando se ejecuta una sola tarea, las ventajas de los subprocesos múltiples no se pueden reflejar y, una vez que se activan los subprocesos múltiples, la memoria caché interna del procesador se dividirá en varias áreas para compartir recursos internos entre sí, lo que resultará en una degradación del rendimiento. de un único subsistema. El autor cree que los usuarios no necesitan activar Hyper-Threading cuando realizan operaciones de una sola tarea. Solo cuando realizan operaciones de múltiples tareas pueden activar Hyper-Threading a tiempo y disfrutar de los beneficios de la tecnología Hyper-Threading.
IV.Ventajas y desventajas de la tecnología de control de memoria de "doble canal"
Ventajas de doble canal
(1) Puede generar el doble de ancho de banda de memoria. , para el software que intercambia datos frecuentemente con la memoria necesaria, como SPEC Viewperf, 3DMAX, IBM Data Explorer, Lightscape, etc., puede traer grandes beneficios.
(2) Tarjeta gráfica integrada* * *Al disfrutar de la memoria, el alto ancho de banda de la memoria que ofrece la tecnología de doble canal puede ayudar a que la tarjeta gráfica alcance una velocidad más fluida en los juegos. Tomando 3Dmark2001Se como ejemplo, la diferencia de puntuación puede ampliarse hasta 15-40.
Desventajas del doble canal
(1) Debe estar construido en una placa base que admita doble canal y debe haber dos tarjetas de memoria de la misma capacidad y tipo. El doble canal de Intel tiene requisitos muy altos en cuanto a tipo y capacidad de memoria, y las dos tarjetas de memoria deben ser exactamente iguales. Las placas base de doble canal de SIS y VIA permiten diferentes capacidades y tipos de memoria * * * almacenamiento, siempre que haya dos tarjetas de memoria.
(2) En juegos y aplicaciones comunes, la brecha entre la tecnología de control de memoria de doble canal y la tecnología de control de memoria de un solo canal es muy pequeña.
(3) Debe comprar una placa base y dos módulos de memoria que admitan la tecnología de control de memoria de doble canal, lo que requiere más costos.
(4) La conexión de doble canal es muy importante para los principiantes. Una vez conectado incorrectamente, el canal dual no funcionará.
(5) La arquitectura de memoria de doble canal es más difícil de overclockear y no es adecuada para amigos a quienes les gusta el overclocking por cuenta propia.
5. La competencia entre "hyper-threading" y no-"hyper-threading"
A continuación, usaremos un procesador P4 3.0G (compatible con HT) como objeto de prueba. Active y desactive su tecnología Hyper-Threading para comparar la diferencia de rendimiento entre las dos.
La plataforma de prueba se muestra en la siguiente tabla.
Bajo esta plataforma de prueba utilizaremos ZD Business Winstone 2002 1.0 (prueba de rendimiento de oficina comercial), SiSoft Sandra2003 (prueba de referencia de rendimiento e información de hardware), 3DMark2001 SE (famoso software de prueba de rendimiento de tarjetas gráficas 3D), Lame (compresión de audio), códec flask peg Divx 5.0.2 (compresión de vídeo), 3D Studio Max 5 (renderizado 3D), Photoshop 7.0 (imágenes 2D) y 3D Mark2001 SE Super PI (múltiples
Prueba 1: ZD Business Winston 2002 1.0
Este software se utiliza para probar el rendimiento del sistema de oficina comercial, incluidos Word, Excel, Access, PowerPoint, FrontPage, WinZip, Norton AntiVirus, Lotus Notes, Netscape, etc. Práctico La aplicación ZD Content Creation Winstone 2002 1.0.1 se utiliza para probar el rendimiento de creación de contenido web, gráficos y multimedia del sistema, incluidos Photoshop, Premiere, Director, Dreamweaver, UltraDev, Navigator, Windows Media Encoder y Sound Forge. >
En ZD Business Winstone 2002 1.0, la diferencia de rendimiento entre activar HT y desactivar HT es muy pequeña. Después de activar HT, casi no tiene impacto en el rendimiento de la oficina comercial de toda la máquina (solo 0,2). Por supuesto, esto depende de si el software de oficina es compatible con Ultra. Threads tiene mucho que ver, por lo que si solo es un usuario empresarial y de oficina, no es necesario que elija Hyper-Threading. Prueba 2: utilice SiSoft Sandra2003 para probar solo el subsistema del procesador.
Rendimiento informático general
En la prueba de rendimiento informático general de la CPU, cuando alcanzamos HT, el rendimiento del procesador mejora. traído por HT fue muy obvio. La puntuación de la prueba de operación de números enteros osciló entre 7969 y 9336. El rendimiento de operación de números enteros del procesador aumentó en 17.
En la prueba de operación de instrucciones ISSE2 única del P4, después de encender HT, el La puntuación también aumentó de 4046 a 5624, y el rendimiento mejoró en aproximadamente 39.
Rendimiento informático multimedia de la CPU
En la prueba de rendimiento de operaciones multimedia, la puntuación de operación entera aumentó de 12216 a 14059 después de activar HT, y el rendimiento aumentó en aproximadamente un 20%. En términos de los resultados del conjunto de instrucciones ISSE2, cuando activamos HT después de activar HT, la puntuación de la prueba aumentó inmediatamente en aproximadamente 40, lo cual es una gran mejora. Se puede ver que mientras los juegos y el software de procesador multimedia relacionado optimicen la tecnología Hyper-Threading de Intel, se puede imaginar la mejora del rendimiento. Se puede decir que el primer problema que enfrenta la tecnología de ultraprocesos actual es el soporte de los fabricantes de software. La razón por la que los resultados de las pruebas de rendimiento del procesador en SiSoft Sandra2003 se pueden mejorar tanto es porque el software SiSoft Sandra2003 admite Hyper-Threading, lo que demuestra que el procesador Hyper-Threading solo puede alcanzar su potencial con la cooperación y optimización del software de aplicación. .
Dejemos que los hechos hablen por sí solos. ¿Son realmente útiles el hyper-threading y el doble canal (3)
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Capacidades de la computadora
Interruptor de límite (Interruptor de límite)
Prueba 3: prueba de rendimiento de 3dmark2001SE
3DMark2001 SE refleja el rendimiento D3D del sistema.
Después de pruebas de 1028*768 y 32 colores, activar y desactivar HT difícilmente puede mejorar el rendimiento del sistema. Por el contrario, después de encender HT, el rendimiento del procesador se perderá ligeramente. Se puede ver que una vez que el software no admite la tecnología Hyper-Threading, a veces el rendimiento disminuirá inesperadamente.
Prueba 4: Compresión de audio y vídeo
La compresión de audio y la compresión de vídeo tienen requisitos de rendimiento muy estrictos en el procesador, especialmente la captura y compresión de vídeo. Sin una tarjeta de captura de vídeo, el rendimiento del procesador tendrá un gran impacto en el tiempo de compresión de vídeo y audio.
La primera es la prueba de compresión de audio. Cuando Lame (software de compresión de audio) comprime un archivo Wav de 97,2 MB en un archivo MP3 de 8,82 MB, activar y desactivar HT es exactamente lo mismo, lo que no debería ser el caso. Pero Lame no ha optimizado la tecnología Hyper-Threading, por lo que los dos no están en un alto nivel. La compresión de archivos de audio y vídeo pondrá a prueba el rendimiento del procesador más que la simple compresión de archivos de audio. Cuando usamos el códec flask peg Divx 5.0.2 para comprimir archivos de video DVD en archivos MPEG-4, el códec Divx 5.0.2 que admite la tecnología Hyper-Threading aprovechará al máximo el papel de la tecnología Hyper-Threading. El tiempo de compresión se redujo de 349 segundos a 297 segundos.
Prueba 5: procesamiento de imágenes 2D y renderizado 3D
Photoshop 7.0 y 3D Studio Max 5 pueden representar el procesamiento de imágenes 2D y el procesamiento de animaciones 3D respectivamente. A través del rendimiento de estos dos software, podemos juzgar el papel de la tecnología Hyper-Threading en el procesamiento de gráficos y animaciones.
Dado que Photoshop 7.0 admite multiprocesadores y tecnología de hiperprocesamiento, puede aprovechar esto fácilmente y obtener una mejora del rendimiento de aproximadamente un 10 % con la ayuda de la tecnología de subprocesos múltiples.
La siguiente es una comparación que consume mucho tiempo sobre cómo activar y desactivar HT al eliminar ruido en Photoshop. Después de encender HT, solo toma 6,8 segundos, pero después de apagar HT, es casi 1 segundo más lento. Se puede inferir que si una operación tomó 1 hora antes, se pueden ahorrar entre 7 y 8 minutos después de encender HT. La serie 3D Studio Max es el software de modelado 3D más popular en el campo de los gráficos 3D. En el proceso de renderizado final de la escena, el procesador se puede utilizar por completo para examinar completamente la potencia informática de la CPU. 3D Studio Max 5 se ha optimizado en gran medida para Pentium 4, lo que puede mejorar enormemente el rendimiento de renderizado. La serie 3D Studio Max también admite muy bien operaciones multiproceso, por lo que aprovechar al máximo las ventajas de los multiprocesadores para reducir el tiempo de renderizado. Los sistemas multiprocesador siempre pueden obtener grandes ventajas de rendimiento. Sin embargo, debido a que 3D Studio Max depende demasiado de unidades de punto flotante durante el proceso de renderizado, la tecnología de subprocesos múltiples no ayuda mucho. En este momento, otras unidades del procesador no pueden ayudar. Porque todas las unidades de punto flotante de la CPU están trabajando intensamente en este momento y otras unidades no se pueden "conectar".
Prueba 6: Prueba de procesamiento paralelo multitarea
¿Para considerar cómo HT ayuda al procesador a manejar múltiples transacciones al mismo tiempo? Decidió ejecutar Super PI, un software que ejerce presión sobre el rendimiento informático del procesador. Y cuando ejecutamos este software, estamos ejecutando otro software, 3Dmark2001SE, que tiene requisitos estrictos sobre el rendimiento informático de la CPU. Cuando se trata de tareas múltiples, las dos excelentes características de Super PI y 3D Mark2001 SE no son tareas fáciles para el sistema por sí solo, y mucho menos para ejecutarlo al mismo tiempo, lo cual es una prueba muy severa. Cuando la tecnología Hyper-Threading está desactivada, un Pentium 4 de 3,06 GHz ejecuta 3D Mark2001 SE. La escena de prueba tarda mucho en cargarse y también hay una pérdida evidente de fotogramas durante la ejecución de la prueba. Después de activar la tecnología Hyper-Threading, la situación ha mejorado significativamente. El tiempo de transmisión en el escenario de prueba 3D Mark2001 SE se acorta significativamente. La sensación es básicamente la misma que la de la ejecución de una sola tarea y el fenómeno de pérdida de fotogramas durante. La ejecución de la prueba ya no se produce.
También se puede ver en los resultados de las pruebas reales que, ya sea Super PI o 3D Mark2001 SE, después de iniciar la tecnología Hyper-Threading, el rendimiento de la ejecución en paralelo ha mejorado enormemente.
Resumen
A través de las pruebas anteriores, descubrimos que siempre que el software de la aplicación admita la tecnología Hyper-Threading, los usuarios pueden beneficiarse de ella 1-40. Especialmente usuarios de servidores y estaciones de trabajo gráficas. Por supuesto, esto se debe al software de servidor, gráficos, animación 3D y producción de vídeo, así como a una optimización especial y soporte para tecnología multiproceso. La tecnología Hyper-Threading de P4 está relacionada con la tecnología Multi-Threading, por lo que el software que admite la tecnología Multi-Threading puede beneficiarse naturalmente de la tecnología Hyper-Threading de P4. Para los usuarios comunes de oficina, negocios y juegos, dado que el software en sus campos de aplicación no admite la tecnología Hyper-Threading, no es necesario comprar un P4 que admita la tecnología Hyper-Threading al comprar una máquina. Después de todo, costará más comprar una CPU que admita la tecnología Hyper-Threading.
Tomemos como ejemplo el P4 2.4C convencional. Desde la perspectiva del posicionamiento en el mercado y el precio, el P4 2.4C es solo un poco más caro que el P4 de la misma frecuencia que no admite hyper-threading, alrededor de 100 yuanes. Creo que la diferencia de precio de 6 vale la mejora de rendimiento de unos 40. Y en el mercado podemos comprar fácilmente una placa base que admita la tecnología Hyper-Threading por unos 500 yuanes. Por supuesto, si realmente no puede obtener ningún beneficio de la tecnología Hyper-Threading, entonces no hay necesidad de gastar más dinero.
En sexto lugar, la competencia entre canal dual y canal único en la plataforma P4.
Para seguir el ritmo de P4, Intel Connect ha lanzado varios conjuntos de chips de doble canal convencionales, I865PE. , I875P y I865G, admite 800MHz. Pero SIS y VIA no se quedan atrás, y han aparecido SIS655FX y VIA PT800. Sin embargo, mientras lanzaba el chipset principal de doble canal, Intel también lanzó el I848P de un solo canal, y SIS y VIA también lanzaron los chipsets de un solo canal 648FX y VIA PT800, respectivamente. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre el canal dual convencional y el canal único de gama baja en las artes marciales? Sólo puede demostrarse mediante concurso.
Aquí utilizamos el I875P para probar reproductores de un solo canal (I848P, PT800 y SIS648FX) que no admiten tecnología de doble canal. Plataforma de prueba, consulte la tabla a continuación. Tarjeta gráfica, aquí tienes la Geforce FX 5900 más potente.
Proyectos de referencia: SiSoftware Sandra, MAX, ZD Business Winstone 2002, 3Dmark2001, SPEC Viewperf, etc.