Intel Thread Director : architecture et performances du processeur

Directeur de thread Intel

Windows 11 est sans aucun doute critiqué dans le monde entier et pas précisément parce qu'il peut ou sera un mauvais système d'exploitation, mais à cause des exigences de sécurité qu'il demande et qui laisseront des millions de PC compétents dans le pétrin. Comme si cela ne suffisait pas, Intel s'ajoute à cela, qui avec sa nouvelle architecture Alder Lake a glissé que Windows 11 sera le système d'exploitation qui pourra tirer le meilleur parti de ses nouveaux processeurs. Pourquoi cela arrive-t-il? C'est Intel Thread Director.

Jusqu'à présent, chaque plate-forme PC a toujours été conçue avec un seul objectif : des performances maximales. Cela impliquait bien sûr d'avoir des cœurs très optimisés, avec une architecture qui pourrait booster l'IPC plus que son rival et bien sûr une fréquence élevée (surtout en Mainstream). Mais les choses changent et le paradigme est sur le point de subir un virage total qui AMD ne va pas atteindre pour le moment : Windows 11 et Intel Alder Lake sont nécessaires.

ARM et Google sont "à blâmer": Windows 11, iOS, Intel et Apple à la remorque

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Qu'est-ce que toutes ces entreprises ont à voir avec Windows 11 et Intel ? Eh bien, le fait d'être les précurseurs des objectifs actuels depuis plus de 10 ans. BRAS avec Google et Apple ont conçu avec l'aide de Qualcomm et de la société Cupertino elle-même un domaine totalement différent qui nous semble aujourd'hui normal dans nos smartphones.

La réalité est que son approche a changé la vie de chacun et la façon dont les entreprises agissent et conçoivent, y compris Intel. Jusqu'à présent, tout au plus un processeur de bureau ou de serveur devait répartir la charge de travail entre ses multiples cœurs et après SMT et HT également entre ses threads. Par conséquent, il s'agit d'une charge de travail pour le système d'exploitation en service, qui doit être clair sur sa charge de travail, où il va l'envoyer et ce qui est le plus optimal en fonction du matériel disponible, dans ce cas le Processeur. .

Bien que cela puisse ne pas en avoir l'air, les cœurs et les threads ne fonctionnent pas de la même manière. Les threads n'adaptent généralement pas les performances à 100 % pour plusieurs raisons, notamment les journaux, les accès au cache ou à la mémoire, et bien sûr la latence. C'est quelque chose qu'un processeur ARM ne peut pas se permettre en tant que tel, d'abord en raison de l'accent mis sur l'efficacité énergétique et ensuite en raison de la latence et du pourcentage de perte de performances.

L'avantage, bien sûr, est que la consommation d'énergie et la chaleur générée sont bien inférieures à un cœur sous la même architecture et avec SMT ou HT. Par conséquent, Intel sachant qu'Apple allait parier sur un modèle d'efficacité pour ses produits et gardant à l'esprit l'expansion de ses processeurs, a décidé il y a des années de concevoir une architecture à partir de zéro qui combinerait le meilleur des deux plates-formes, et à partir de là, Alder a été née. Lac comme base.

Intel-Alder-Lake-E-Cores-P-Cores

Le problème c'est que maintenant nous aurons des CPU avec des cœurs performants avec HT et d'autres d'efficacité sans HT, ceux déjà évoqués dans leur article correspondant sur le P-Cores et E-Cores (Performance et efficacité) architecture. Alors, comment le système d'exploitation sait-il ce qui est optimal pour faire le travail le plus rapidement possible ? Comment la charge est-elle correctement équilibrée vers le noyau ou le fil le mieux placé en termes de performances et de temps ? Voici Windows 11 et surtout Intel Thread Director.

Intel et Microsoft main dans la main, AMD à autre chose

Directeur Intel-Thread

AMD ne va pas miser pour l'instant et au moins sur le desktop pour cette technique de rapprochement de cœurs hautes performances et de cœurs basés sur l'efficacité dans un même SoC, il sera donc dépassé en terme de temps s'il décide d'entrer à fond plus tard .

Dans cette optique, c'est Intel qui est allé de l'avant et, avec Microsoft ont conçu Directeur de thread Intel (Thread, not Threat, eye) ou ITD pour son acronyme. C'est une solution matérielle et logicielle pour pallier à tous les problèmes décrits ci-dessus de manière simple et surtout transparente à la fois pour le système d'exploitation et les programmeurs.

C'est important, car maintenant les programmeurs vont passer d'un type de noyau à deux types totalement différents. L'objectif des deux sociétés (notamment Intel) est d'amener l'OS à prendre la bonne décision en mettant le travail dans le bon thread selon qu'il a besoin d'une faible latence et donc de hautes performances, ou s'il s'agit simplement d'un processus qui peut être courir sur le E-Couleurs car il n'est pas prioritaire et n'est donc pas critique en termes de temps et de performances.

Comment cela s'accomplit-il ? Avec un nouveau système d'exploitation qui s'articule autour d'un nouveau planificateur de threads. Intel a parlé à Microsoft, a exposé leur travail avec Alder Lake et leurs futures plates-formes respectives, et Microsoft a fait la magie et est allé encore plus loin. La naissance de Windows 11 y est pour beaucoup, car Windows 10 n'aura pas un tel programmeur et donc les processeurs Intel de 12e génération sous Alder Lake ne fonctionneront pas comme prévu ou ne seront pas aussi efficaces que prévu.

Intel Thread Director : le nouveau programmeur s'accompagne de matériel

Directeur Intel-Thread-4

Logiquement, le logiciel doit être aidé par le matériel, puisqu'il n'est pas capable de distinguer les charges et les ressources nécessaires s'il n'a pas de système de priorité à respecter. Pour cette raison, Intel a conçu un microcontrôleur commun pour les P-Cores et les E-Cores qui indiquera à Windows 11 quelle est la priorité, les ressources disponibles dans chaque milliseconde et les temps moyens d'exécution, ainsi que les types d'instructions. qui peut ou doit être utilisé.

Intel a un ordre de tri selon différents niveaux de performances pour ce programmeur :

  1. Un thread par cœur -> Couleurs P
  2. Un fil -> E-Couleurs
  3. Fils pour HT -> Couleurs P (Évidemment, les E-Cores ne pas avoir HT )

Autrement dit, Windows 11 chargerait d'abord n'importe quel processus dans un P-Core, s'il n'y a pas de P-Cores disponibles ou si l'efficacité est prioritaire, il irait aux E-Cores et enfin au HT des P-Cores. Cela montre que Windows 11 va désormais connaître la topologie de chaque processeur et, grâce au microcontrôleur matériel d'Intel, il pourra également connaître la charge de travail de chaque cœur et thread.

Les données qu'Intel propose à ce sujet sont incroyables, car elles prétendent pouvoir attribuer du travail à un noyau ou à un thread en aussi peu que microsecondes 30 grâce à Intel Thread Director. En regardant ce chiffre, la question est évidente, pourquoi si vite ? Je veux dire, avez-vous besoin d'autant de vitesse d'allocation ?

La réponse est quelque peu complexe, car il ne s'agit pas seulement d'attribuer le travail à un noyau ou à un thread, qu'il s'agisse de P-Cores ou d'E-Cores, mais Intel Thread Director peut également contrôler et attribuer des fréquences, des tensions et une puissance dans le temps. Par conséquent, Intel Alder Lake et ses processeurs de 12e génération fonctionnent mieux et sont plus efficaces sous Windows 11, du moins sur le papier.