Intel Thread Director: архитектура и производительность ЦП

Директор Intel Thread

Windows 11, несомненно, подвергается критике во всем мире, и не именно потому, что она может или будет плохой ОС, а из-за требований безопасности, которые она требует, и которые оставят миллионы компетентных ПК в беде. Как будто этого было недостаточно, Intel к этому добавляется, что с его новой архитектурой Alder Lake упало, что Windows 11 будет ОС, которая может получить максимальную отдачу от своих новых процессоров. Почему это происходит? Это Intel Thread Director.

До сих пор каждая платформа ПК всегда проектировалась с одной целью: максимальная производительность. Это, конечно, подразумевало наличие высоко оптимизированных ядер с архитектурой, которая могла бы повысить IPC больше, чем у его конкурента, и, конечно же, высокую частоту (особенно в Mainstream). Но все меняется, и парадигма вот-вот претерпит полный поворот, который AMD пока не дойдет: Windows 11 и Intel Alder Lake необходимы.

ARM и Google «виноваты»: Windows 11, iOS, Intel и Apple на буксире

Google-логотип-tienda

Какое отношение все эти компании имеют к Windows 11 и Intel? Что ж, факт того, что мы являемся предшественниками текущих задач более 10 лет. ARM вместе с Google и Apple разработали с помощью Qualcomm и самой компании из Купертино совершенно другую область, которая сегодня кажется нам нормой для наших смартфонов.

Реальность такова, что его подход изменил жизнь каждого, а также то, как компании действуют и проектируют, включая Intel. До сих пор процессору настольного компьютера или сервера приходилось распределять рабочую нагрузку между своими несколькими ядрами, а после SMT и HT - также между своими потоками. Следовательно, это рабочая нагрузка для дежурной операционной системы, которая должна четко указывать, какая рабочая нагрузка у нее есть, куда она собирается ее отправлять и что является наиболее оптимальным с учетом доступного оборудования, в данном случае ЦП. .

Хотя может показаться, что это не так, но ядра и потоки не работают одинаково. Потоки обычно не масштабируют 100% производительность по нескольким причинам, включая журналы, доступ к кешу или памяти и, конечно, задержку. Это то, что процессор на базе ARM не может себе позволить, во-первых, из-за упора на энергоэффективность, а во-вторых, из-за задержки и процентной потери производительности.

Преимущество, конечно же, в том, что потребление энергии и выделяемое тепло намного ниже, чем у ядра с той же архитектурой и с SMT или HT. Поэтому Intel, зная, что Apple собирается сделать ставку на модель эффективности своих продуктов и имея в виду расширение своих процессоров, несколько лет назад решила спроектировать архитектуру с нуля, которая объединяла бы лучшее от обеих платформ, и с этого момента Алдер был Родился. Озеро как база.

Intel-Ольха-Лейк-E-Cores-P-Cores

Проблема в том, что теперь у нас будут одни процессоры с высокопроизводительными ядрами с HT, а другие с эффективностью без HT, уже упомянутые в соответствующей статье о P-ядра и E-ядра (Производительность и эффективность) архитектура. Итак, как ОС узнает, что оптимально для выполнения работы как можно быстрее? Как правильно сбалансирована нагрузка по отношению к ядру или потоку, расположенным лучше всего по производительности и времени? А вот Windows 11 и особенно Intel Thread Director.

Intel и Microsoft рука об руку, AMD - кое-что еще

Intel-Thread-директор

AMD не собирается делать ставку на данный момент и, по крайней мере, на настольный компьютер, на этот метод объединения высокопроизводительных ядер и ядер на основе эффективности в одном SoC, поэтому он будет отставать во времени, если решит полностью ввести потом .

Имея это в виду, именно Intel пошла вперед и вместе с Microsoft разработали Директор Intel Thread (Тема, а не Угроза, глаз) или ITD для его аббревиатуры. Это аппаратное и программное решение, упрощающее все описанные выше проблемы простым и, прежде всего, прозрачным как для операционной системы, так и для программистов.

Это важно, поскольку теперь программисты собираются перейти от работы с одним типом ядра к работе с двумя совершенно разными. Цель двух компаний (особенно Intel) - заставить ОС принять правильное решение, поместив работу в правильный поток в зависимости от того, нужна ли ей низкая задержка и, следовательно, высокая производительность, или это просто процесс, который может быть бегать по Электронные ядра потому что это не имеет высокого приоритета и, следовательно, не критично по времени и производительности.

Как это достигается? С новой операционной системой, основанной на новом планировщике потоков. Intel поговорила с Microsoft, рассказала о своей работе с Alder Lake и соответствующими будущими платформами, а Microsoft сделала чудо и пошла еще дальше. Рождение Windows 11 во многом связано с этим, поскольку в Windows 10 не будет такого программатора, и поэтому процессоры Intel 12-го поколения под управлением Alder Lake не будут работать так, как ожидалось, или быть столь же эффективными, как предполагалось.

Intel Thread Director: новый программатор сопровождается оборудованием

Intel-Thread-Director-4

Логично, что программному обеспечению должно помогать оборудование, поскольку оно не способно различать нагрузки и необходимые ресурсы, если у него нет системы приоритетов, которой следует придерживаться. По этой причине Intel разработала общий микроконтроллер как для P-Core, так и для E-Core, который будет сообщать Windows 11, каков приоритет, ресурсы, доступные в каждой миллисекунде, и среднее время выполнения, а также типы инструкций. которые можно или нужно использовать.

У Intel есть порядок сортировки по разным уровням производительности для этого программиста:

  1. Один поток на ядро ​​-> P-ядра
  2. Один поток -> Электронные ядра
  3. Темы для HT -> P-ядра (Очевидно, E-Cores нет HT )

То есть Windows 11 сначала загрузит любой процесс в P-Core, если нет доступных P-Core или приоритетна эффективность, он перейдет в E-Core и, наконец, в HT из P-Core. Это показывает, что Windows 11 теперь будет знать топологию каждого процессора, а благодаря аппаратному микроконтроллеру Intel она также сможет узнать рабочую нагрузку каждого ядра и потока.

Данные, которые предлагает Intel по этому поводу, невероятны, поскольку они утверждают, что могут назначить работу ядру или потоку всего за 30 микросекунд спасибо Intel Thread Director. Глядя на этот рисунок, очевиден вопрос, почему так быстро? Я имею в виду, нужна ли вам такая большая скорость распределения?

Ответ несколько сложен, поскольку это не только назначение работы ядру или потоку, будь то P-Core или E-Core, но Intel Thread Director также может контролировать и назначать частоты, напряжения и мощность во времени. Следовательно, Intel Alder Lake и его процессоры 12-го поколения работают лучше и эффективнее в Windows 11, по крайней мере, на бумаге.