Intel Thread Director: CPU -arkitektur og ytelse

Intel Thread Director

Windows 11 blir utvilsomt kritisert over hele verden og ikke nettopp fordi det kan eller vil være et dårlig operativsystem, men på grunn av sikkerhetskravene som det ber om og som vil etterlate millioner av kompetente PCer i stikken. Som om det ikke var nok, Intel blir lagt til dette, som med sin nye Alder Lake -arkitektur har glidd at Windows 11 vil være operativsystemet som kan få mest mulig ut av sine nye CPUer. Hvorfor skjer dette? Dette er Intel Thread Director.

Til nå har hver PC -plattform alltid blitt designet med ett mål: maksimal ytelse. Dette innebar selvfølgelig å ha sterkt optimaliserte kjerner, med en arkitektur som kan øke IPC mer enn rivalen og selvfølgelig en høy frekvens (spesielt i Mainstream). Men ting endrer seg og paradigmet er i ferd med å gjennomgå en total vending som AMD kommer ikke til å nå for øyeblikket: Windows 11 og Intel Alder Lake trengs.

ARM og Google er "skyld": Windows 11, iOS, Intel og Apple på slep

Google-logo-tienda

Hva har alle disse selskapene å gjøre med Windows 11 og Intel? Vel, det faktum å være forløperne til de nåværende målene i mer enn 10 år. ARM sammen med Google og eple har designet ved hjelp av Qualcomm og Cupertino -selskapet selv et helt annet felt som i dag virker normalt for oss i smarttelefonene våre.

Virkeligheten er at hans tilnærming forandret alles liv og måten selskaper handler og designer på, inkludert Intel. Frem til nå måtte en stasjonær eller serverprosessor på det meste fordele arbeidsmengden mellom flere kjerner og etter SMT og HT også mellom trådene. Derfor er dette en arbeidsmengde for operativsystemet på vakt, som må være tydelig om hvilken arbeidsmengde den har, hvor den skal sende den og hva som er den mest optimale i henhold til tilgjengelig maskinvare, i dette tilfellet prosessor. .

Selv om det kanskje ikke virker som det, utfører ikke kjernene og trådene det samme. Tråder skalerer vanligvis ikke 100% ytelse av flere årsaker, inkludert logger, hurtigbuffer eller minnetilgang, og selvfølgelig latens. Dette er noe en ARM-basert prosessor ikke har råd til som sådan, først på grunn av fokus på energieffektivitet og for det andre på grunn av latenstid og prosentvis tap i ytelse.

Fordelen er selvfølgelig at energiforbruket og varmen som genereres er mye lavere enn en kjerne under samme arkitektur og med SMT eller HT. Derfor, da Intel visste at Apple kom til å satse på en effektivitetsmodell for sine produkter og med tanke på utvidelsen av prosessorene sine, bestemte han seg for mange år siden for å designe en arkitektur fra bunnen av som ville kombinere det beste fra begge plattformene, og derfra var Alder Født. Innsjø som base.

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

Problemet er at nå vil vi få noen CPUer med høytytende kjerner med HT og andre med effektivitet uten HT, de som allerede er nevnt i sin tilsvarende artikkel om P-kjerner og e-kjerner (Ytelse og effektivitet) arkitektur. Så hvordan vet operativsystemet hva som er optimalt for å få jobben gjort så raskt som mulig? Hvordan er belastningen balansert riktig mot den best plasserte kjernen eller tråden i ytelse og tid? Her kommer Windows 11 og spesielt Intel Thread Director.

Intel og Microsoft hånd i hånd, AMD til noe annet

Intel-Thread-Director

AMD kommer ikke til å satse for nå og i det minste på skrivebordet for denne teknikken for å bringe sammen høyytelseskjerner og kjerner basert på effektivitet i samme SoC, så det vil bli etterlatt når det gjelder tid hvis det bestemmer seg for å gå helt inn senere.

Med dette i bakhodet er det Intel som har gått foran og sammen med Microsoft har designet Intel Thread Director (Thread, not Threat, eye) eller ITD for forkortelsen. Det er en maskinvare- og programvareløsning for å lindre alle problemene beskrevet ovenfor på en enkel og fremfor alt transparent måte for både operativsystemet og programmererne.

Dette er viktig, siden nå skal programmerere gå fra å jobbe med en type kjerne til å jobbe med to helt forskjellige. Målet til de to selskapene (spesielt Intel) er å få operativsystemet til å ta den riktige avgjørelsen ved å sette arbeidet i riktig tråd avhengig av om det trenger lav latens og derfor høy ytelse, eller om det bare er en prosess som kan løpe på E-kjerner fordi det ikke er høyt prioritert og derfor ikke tid- og ytelseskritisk.

Hvordan oppnås dette? Med et nytt operativsystem som kretser rundt en ny trådplanlegger. Intel snakket med Microsoft, avslørte arbeidet med Alder Lake og deres respektive fremtidige plattformer, og Microsoft gjorde magien og gikk enda lenger. Fødselen til Windows 11 har mye å gjøre med dette, siden Windows 10 ikke kommer til å ha en slik programmerer, og derfor vil Intels 12. generasjons prosessorer under Alder Lake ikke fungere som forventet eller være så effektive som tiltenkt.

Intel Thread Director: den nye programmereren ledsages av maskinvare

Intel-Thread-director-4

Logisk sett må programvaren støttes av maskinvaren, siden den ikke er i stand til å skille mellom belastninger og nødvendige ressurser hvis den ikke har et prioritert system å følge. Av denne grunn har Intel designet en felles mikrokontroller for både P-kjerner og e-kjerner som vil fortelle Windows 11 hva prioriteten er, tilgjengelige ressurser i hvert millisekund og gjennomsnittlig tid for henrettelser, samt typer instruksjoner. som kan eller bør brukes.

Intel har en sorteringsrekkefølge etter forskjellige ytelsesnivåer for denne programmereren:

  1. En tråd per kjerne -> P-kjerner
  2. En tråd -> E-kjerner
  3. Tråder for HT -> P-kjerner (Tydeligvis E-Cores har ikke HT )

Det vil si at Windows 11 vil laste inn enhver prosess først i en P-Core, hvis det ikke er noen P-Cores tilgjengelig eller effektivitet prioriteres, vil den gå til E-Cores og til slutt til HT til P-Cores. Dette viser at Windows 11 nå kommer til å være klar over topologien til hver prosessor, og takket være Intels maskinvaremikrokontroller vil den også kunne kjenne arbeidsmengden til hver kjerne og tråd.

Dataene som Intel tilbyr om dette er utrolige, siden det hevder at det kan tildele arbeid til en kjerne eller tråd i så lite som 30 mikrosekunder takk til Intel Thread Director. Når man ser på denne figuren, er spørsmålet åpenbart, hvorfor så fort? Jeg mener, trenger du så mye tildelingshastighet?

Svaret er litt komplekst, siden det ikke bare er å tilordne verket til en kjerne eller tråd, det være seg P-kjerner eller e-kjerner, men Intel Thread Director kan også kontrollere og tildele frekvenser, spenninger og effekt i tide. Derfor fungerer Intel Alder Lake og dens 12. generasjons CPUer bedre og er mer effektive i Windows 11, i det minste på papir.