|
Kiberxavfsizlik fakulteti
|
| bet | 1/3 | | Sana | 09.07.2024 | | Hajmi | 1,68 Mb. | | #267155 |
Bog'liq Erkayev
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
Kiberxavfsizlik fakulteti
“Kompyuterni tashkillashtirish” fanidan
1-MUSTAQIL ISHI
Mavzu: Hyper-threading texnologiyasi
Topshirdi: Erkayev Shodiyor
Qabul qildi: Torayev Bobur
Toshkent 2024-yil.
Reja:
Kirish
Asosiy qisim
Hyper-Threading Texnologiyasining Asoslari.
Hyper-Threading Texnologiyasining Ishlash Printsipi.
Hyper-Threading Texnologiyasining Afzalliklari.
Xulosa
Foy
Hyper-threading (rasmiy ravishda Hyper-Threading Technology yoki HT Technology deb ataladi va HTT yoki HT deb qisqartiriladi) Intelning xususiy simultane multithreading (SMT) ilovasi bo'lib, x86 mikroprotsessorlarida bajariladigan hisoblarni parallellashtirishni (bir vaqtning o'zida bir nechta vazifalarni bajarish) yaxshilash uchun ishlatiladi. U 2002 yil fevral oyida Xeon server protsessorlarida va 2002 yil noyabr oyida Pentium 4 ish stoli protsessorlarida taqdim etilgan. O'shandan beri Intel ushbu texnologiyani Itanium, Atom va Core 'i' seriyali protsessorlariga va boshqalarga kiritdi.
Jismoniy jihatdan mavjud bo'lgan har bir protsessor yadrosi uchun operatsion tizim ikkita virtual (mantiqiy) yadroga murojaat qiladi va iloji bo'lsa, ular o'rtasida ish yukini taqsimlaydi. Hyper-threadingning asosiy vazifasi quvur liniyasidagi mustaqil ko'rsatmalar sonini ko'paytirishdir; u superskalar arxitekturadan foydalanadi, unda bir nechta ko'rsatmalar alohida ma'lumotlarda parallel ravishda ishlaydi. HTT bilan bitta jismoniy yadro operatsion tizimda ikkita protsessor sifatida paydo bo'lib, har bir yadroga ikkita jarayonni bir vaqtda rejalashtirish imkonini beradi. Bundan tashqari, ikki yoki undan ortiq jarayonlar bir xil resurslardan foydalanishi mumkin: Agar bitta jarayon uchun resurslar mavjud bo'lmasa, uning resurslari mavjud bo'lsa, boshqa jarayon davom etishi mumkin.
Operatsion tizimda bir vaqtning o'zida ko'p ish zarralarini qo'llab-quvvatlashni talab qilish bilan bir qatorda, giper-threading faqat uning uchun optimallashtirilgan operatsion tizim bilan to'g'ri ishlatilishi mumkin. Hyper-Threading texnologiyasi Intel tomonidan joriy etilgan bir vaqtning o'zida ko'p ishlamali texnologiyaning bir shakli bo'lib, texnologiya ortidagi kontseptsiya Sun Microsystems tomonidan patentlangan. Arxitektura nuqtai nazaridan, Hyper-Threading texnologiyasiga ega protsessor har bir yadroda ikkita mantiqiy protsessordan iborat bo'lib, ularning har biri o'z protsessor arxitektura holatiga ega. Har bir mantiqiy protsessor bir xil jismoniy yadroga ega bo'lgan boshqa mantiqiy protsessordan mustaqil ravishda alohida to'xtatilishi, uzilishi yoki belgilangan ish zarralarini bajarishga yo'naltirilishi mumkin.
Ikkita alohida jismoniy protsessordan foydalanadigan an'anaviy ikkilamchi protsessor konfiguratsiyasidan farqli o'laroq, giper-treadli yadrodagi mantiqiy protsessorlar bajarish resurslarini baham ko'radi. Bu resurslarga ijro mexanizmi, keshlar va tizim shinasi interfeysi kiradi; resurslarni almashish ikkita mantiqiy protsessorga bir-biri bilan yanada samarali ishlash imkonini beradi va mantiqiy protsessorga to'xtab qolgan mantiqiy yadrodan resurslarni qarzga olish imkonini beradi (har ikkala mantiqiy yadro ham bir xil jismoniy yadro bilan bog'langan bo'lsa). Protsessor so'ragan ma'lumotni kutishi kerak bo'lganda to'xtab qoladi, bu esa joriy ipni qayta ishlashni tugatadi. Giper torli yoki ko'p yadroli protsessordan foydalanishda ko'rilgan foyda darajasi dasturiy ta'minot ehtiyojlariga va protsessorni samarali boshqarish uchun u va operatsion tizim qanchalik yaxshi yozilganligiga bog'liq.
Hyper-threading protsessorning arxitektura holatini saqlaydigan ma'lum bo'limlarini ko'paytirish orqali ishlaydi, lekin asosiy ijro resurslarini takrorlamaydi. Bu giper-treadli protsessorga odatiy "jismoniy" protsessor va xost operatsion tizimiga qo'shimcha "mantiqiy" protsessor sifatida ko'rinishiga imkon beradi (HTT-dan xabardor bo'lmagan operatsion tizimlar ikkita "jismoniy" protsessorni ko'radi), bu operatsion tizimga ikkita ipni rejalashtirish imkonini beradi. yoki jarayonlar bir vaqtning o'zida va mos ravishda. Giper-torli protsessorda bajarish resurslari joriy vazifa tomonidan foydalanilmaganda va ayniqsa protsessor to'xtatilganda, ushbu ijro resurslari boshqa rejalashtirilgan vazifani bajarish uchun ishlatilishi mumkin. (Protsessor kesh xatosi, tarmoqni noto‘g‘ri taxmin qilish yoki ma’lumotlarga bog‘liqlik tufayli to‘xtab qolishi mumkin.
Ushbu texnologiya operatsion tizimlar va dasturlar uchun shaffofdir. Hyper-threading afzalliklaridan foydalanish uchun zarur bo'lgan minimal narsa operatsion tizimda simmetrik ko'p ishlov berish (SMP) qo'llab-quvvatlashidir, chunki mantiqiy protsessorlar operatsion tizimdan jismoniy protsessorlardan farq qilmaydi.
Ko'p protsessorli, giper-threading qobiliyatiga ega tizimlarda operatsion tizimning harakatini optimallashtirish mumkin. Masalan, ikkita fizik protsessorga ega bo'lgan SMP tizimini ko'rib chiqing, ularning ikkalasi ham giper-treadli (jami to'rtta mantiqiy protsessor uchun). Agar operatsion tizimning ish zarralarini rejalashtiruvchisi giper-treadingdan bexabar bo'lsa, u barcha to'rtta mantiqiy protsessorga bir xil munosabatda bo'ladi. Agar faqat ikkita ip ishga tushishi mumkin bo'lsa, u bir xil jismoniy protsessorga tegishli bo'lgan ikkita mantiqiy protsessorda ushbu mavzularni rejalashtirishni tanlashi mumkin. Bu protsessor juda band bo'lardi va ijro resurslarini almashadi, boshqa protsessor esa ishlamay qoladi, bu esa iplar turli jismoniy protsessorlarda rejalashtirilganidan ko'ra yomonroq ishlashga olib keladi. Mantiqiy protsessorlarga jismoniy protsessorlardan farqli ravishda ishlov berish uchun rejalashtiruvchini takomillashtirish orqali bu muammoning oldini olish mumkin, bu qaysidir ma'noda NUMA tizimlari uchun zarur bo'lgan rejalashtiruvchi o'zgarishlarining cheklangan shaklidir.
Tarix
Hozirgi vaqtda umumiy maqsadli kompyuterda giper-tortishuv deb nomlanuvchi narsani tavsiflovchi birinchi nashr etilgan maqola Edvard S. Devidson va Leonard tomonidan yozilgan. 1973 yilda E. Shar.[10]
Denelcor, Inc. 1982 yilda Heterojen Element Protsessor (HEP) bilan ko'p ish zarralarini joriy qildi. HEP quvur liniyasi bir xil jarayondan bir nechta ko'rsatmalarni o'z ichiga olmaydi. Ma'lum bir jarayondan faqat bitta ko'rsatma quvur liniyasida istalgan vaqtda bo'lishiga ruxsat berilgan. Agar ma'lum bir jarayonning ko'rsatmasi quvurni to'sib qo'ysa, boshqa jarayonlardagi ko'rsatmalar quvur drenajidan keyin davom etadi.
1994-yil noyabr oyida Sun Microsystems kompaniyasida giper-threading texnologiyasiga AQSH patenti Kennet Okinga berilgan edi. Oʻsha paytda CMOS jarayon texnologiyasi iqtisodiy jihatdan samarali amalga oshirish imkonini beradigan darajada ilgʻor emas edi.[11]
Intel 2002 yilda Foster MP-ga asoslangan Xeon bilan x86 arxitektura protsessorida giper-threadingni amalga oshirdi. U o'sha yili 3,06 GGts chastotali Northwood-ga asoslangan Pentium 4-ga kiritilgan va keyin har bir Pentium 4 HT, Pentium 4 Extreme Edition va Pentium Extreme Edition protsessorlarida xususiyat sifatida saqlanib qolgan. Pentium 4 model liniyasidan keyingi Intel Core va Core 2 protsessor liniyalari (2006) giper-threadingdan foydalanmagan. Core mikroarxitekturasiga asoslangan protsessorlarda giper-tortishuv yo'q edi, chunki Core mikroarxitekturasi eski P6 mikroarxitekturasining avlodi edi. P6 mikroarxitekturasi Pentium protsessorlarining oldingi iteratsiyalarida, ya'ni Pentium Pro, Pentium II va Pentium III (shuningdek, ularning Celeron va Xeon lotinlarida) ishlatilgan.
Hyper-threading texnologiyasi kamchiliklari:
• Hyper-threading ning unumdorligidan foydalanish uchun, siz ketma-ket bajarishdan foydalana olmaysiz;
• Oqimlar aniqlanmaydi va qo’shimcha dizaynni talab qiladi;
• Oqimlar soni haddan tashqari ko’p va bu qo’shimcha xarajatga olib keladi;
• Birgalikda ishlatiladigan manba muammolari;
• Yuqori quvvat sarfi.
MT (Simultaneous multithreading) – bir vaqtda ko’p oqimlilik. SMT ning maqsadi – bitta siklda bir nechta oqimlarda bir nechta buyruqlarni ishga tushurish. Buning uchun protsessor superskalyar bo’lishi kerak. SMT konveyerdagi har bir bosqich uchun qo’shimcha harajatlarni talab qiladi, u har bir ishlov beradigan buyruqning oqim raqamini hisobga oladi.
SMT 1995 yilda dastlab Vashington universitetidan Din Tallsen tomonidan tadbiq etilgan evolyutsion protsessor arxitekturasi keng ko’lamli muammolari bo’lgan (superskalyar) protsessorlarda resurs yo’qotishlarini kamaytirishga qaratilgan. SMT protsessorning superskalyar hisoblash imkoniyatlarini sezilarli darajada yaxshilaydi: - bitta protsessor yadrosida oqim darajasidagi parallellikdan (TLP) foydalanish, bir sikl davomida turli xil oqimlardan bir vaqtning o’zida ko’rsatmalarni chiqarish, bajarish va olib tashlash. SMT texnologiyasi: • Ko’p oqimlilik modeli, ILP va TLP dan foydalanish uchun dinamik ravishda rejalashtirilgan protsessor (superskalyar); • Ularning aksariyati ko’pgina dasturlardan samarali foydalanadi (ya’ni ILP ga qaraganda), mashina darajasida ko’proq parallellashga ega; • Registrlarni nomlash va dinamik rejalashtirish orqali ular orasidagi bog’liqlikni hisobga olmagan holda mustaqil oqimlardan bir nechta buyruqlar berilishi mumkin; • Har bir oqim uchun alohida nomlash jadvallari kerak; • Intel Pentium 4 da SMT giper-oqimli deb nomlanadi;
|
| |
