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CPU 코어와 스레드(ft.하이퍼스레딩) 가장 쉬운 설명 듣고 가시죠 – [高지식] 거니 New Update
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Hyper-threading – Wikipedia 업데이트
Hyper-Threading Technology is a form of simultaneous multithreading technology introduced by Intel, while the concept behind the technology has been patented by Sun Microsystems.Architecturally, a processor with Hyper-Threading Technology consists of two logical processors per core, each of which has its own processor architectural state.
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이 문서는 Intel의 독점 SMT 구현에 관한 것입니다
응용 프로그램 프로토콜에 대해서는 하이퍼텍스트 전송 프로토콜을 참조하십시오
Intel의 독점 동시 멀티스레딩 구현
[1][2][3] 이 HTT 설명에서 명령어는 RAM에서 가져오고(다른 색상의 상자는 4개의 다른 프로세스의 명령어를 나타냄) 프론트 엔드에서 디코딩 및 재정렬합니다(흰색 상자는 파이프라인 거품을 나타냄), 그리고 동일한 클럭 주기 동안 두 개의 다른 프로그램에서 명령을 실행할 수 있는 실행 코어로 전달됩니다
하이퍼 스레딩(공식적으로 하이퍼 스레딩 기술 또는 HT 기술이라고 하며 HTT 또는 HT로 약칭됨)은 x86 마이크로프로세서에서 수행되는 계산 병렬화(한 번에 여러 작업 수행)를 개선하는 데 사용되는 Intel의 독점 동시 멀티스레딩(SMT) 구현입니다
2002년 2월 Xeon 서버 프로세서와 2002년 11월 Pentium 4 데스크탑 프로세서에 도입되었습니다.[4] 그 이후로 Intel은 Itanium, Atom 및 Core ‘i’ 시리즈 CPU에 이 기술을 포함시켰습니다
[5]물리적으로 존재하는 각 프로세서 코어에 대해 운영 체제는 2개의 가상(논리) 코어를 처리하고 가능한 경우 이들 사이에서 워크로드를 공유합니다
하이퍼 스레딩의 주요 기능은 파이프라인의 독립 명령어 수를 늘리는 것입니다
여러 명령이 별도의 데이터에서 병렬로 작동하는 수퍼스칼라 아키텍처를 활용합니다
HTT를 사용하면 하나의 물리적 코어가 운영 체제에 두 개의 프로세서로 나타나 코어당 두 개의 프로세스를 동시에 스케줄링할 수 있습니다
또한 두 개 이상의 프로세스가 동일한 리소스를 사용할 수 있습니다
한 프로세스의 리소스를 사용할 수 없는 경우 리소스를 사용할 수 있는 경우 다른 프로세스를 계속할 수 있습니다
운영 체제에서 동시 멀티스레딩 지원을 요구하는 것 외에도 하이퍼스레딩은 특별히 최적화된 운영 체제에서만 적절하게 활용해야 합니다.[6]
개요 [ 편집 ] [7] 하이퍼 스레딩 기술을 통합한 Intel Pentium 4 프로세서의 3GHz 모델입니다
하이퍼 스레딩 기술은 Intel에서 도입한 동시 멀티스레딩 기술의 한 형태이며 이 기술의 개념은 Sun Microsystems에서 특허를 받았습니다
구조적으로 하이퍼 스레딩 기술을 사용하는 프로세서는 코어당 2개의 논리적 프로세서로 구성되며 각 프로세서에는 고유한 프로세서 아키텍처 상태가 있습니다
각 논리 프로세서는 동일한 물리적 코어를 공유하는 다른 논리 프로세서와 독립적으로 개별적으로 정지, 중단 또는 지정된 스레드를 실행하도록 지시할 수 있습니다.[8]
두 개의 개별 물리적 프로세서를 사용하는 기존의 이중 프로세서 구성과 달리 하이퍼 스레드 코어의 논리적 프로세서는 실행 리소스를 공유합니다
이러한 리소스에는 실행 엔진, 캐시 및 시스템 버스 인터페이스가 포함됩니다
리소스를 공유하면 두 개의 논리 프로세서가 서로 더 효율적으로 작업할 수 있으며 논리 프로세서가 정지된 논리 코어에서 리소스를 빌릴 수 있습니다(두 논리 코어가 동일한 물리적 코어와 연결되어 있다고 가정)
프로세서는 현재 스레드 처리를 완료할 수 있도록 보낸 데이터를 기다릴 때 정지합니다
하이퍼 스레드 또는 멀티 코어 프로세서를 사용할 때 나타나는 이점의 정도는 소프트웨어의 요구 사항과 프로세서를 효율적으로 관리하기 위해 소프트웨어와 운영 체제가 얼마나 잘 작성되었는지에 따라 다릅니다.[8]
하이퍼 스레딩은 아키텍처 상태를 저장하는 프로세서의 특정 섹션을 복제하여 작동하지만 주요 실행 리소스는 복제하지 않습니다
이것은 하이퍼 스레딩 프로세서가 호스트 운영 체제에 대한 일반적인 “물리적” 프로세서 및 추가 “논리적” 프로세서로 나타나도록 하여 운영 체제가 두 개의 스레드를 예약할 수 있도록 합니다
또는 동시에 적절하게 처리합니다
하이퍼 스레딩이 없는 프로세서의 현재 작업에서 실행 리소스를 사용하지 않을 때, 특히 프로세서가 정지된 경우 하이퍼 스레딩이 장착된 프로세서는 이러한 실행 리소스를 사용하여 다른 예약된 작업을 실행할 수 있습니다
(프로세서는 캐시 미스, 분기 오예측 또는 데이터 종속성으로 인해 중단될 수 있습니다.)[9]
이 기술은 운영 체제 및 프로그램에 투명합니다
하이퍼 스레딩을 활용하는 데 필요한 최소 요구 사항은 운영 체제에서 SMP(대칭 멀티프로세싱) 지원입니다
논리 프로세서가 별도의 표준 프로세서로 표시되기 때문입니다
멀티 프로세서 하이퍼 스레딩에서 운영 체제 동작을 최적화할 수 있습니다
유능한 시스템
예를 들어, 하이퍼 스레드(총 4개의 논리 프로세서)인 물리적 프로세서 2개가 있는 SMP 시스템을 생각해 보십시오
운영 체제의 스레드 스케줄러가 하이퍼스레딩을 인식하지 못하는 경우 4개의 논리 프로세서를 모두 동일하게 처리합니다
두 개의 스레드만 실행할 수 있는 경우 동일한 물리적 프로세서에 속하는 두 개의 논리 프로세서에서 해당 스레드를 예약하도록 선택할 수 있습니다
다른 프로세서는 유휴 상태가 되는 동안 해당 프로세서는 매우 바쁘게 되어 스레드를 다른 물리적 프로세서에 예약하여 가능한 것보다 성능이 저하됩니다
이 문제는 논리 프로세서를 물리적 프로세서와 다르게 처리하도록 스케줄러를 개선하여 피할 수 있습니다
어떤 의미에서 이것은 NUMA 시스템에 필요한 스케줄러 변경의 제한된 형태입니다
History [ edit ]
현재 범용 컴퓨터에서 하이퍼스레딩이라고 알려진 것을 설명하는 최초의 출판된 논문은 Edward S
Davidson과 Leonard에 의해 작성되었습니다
E
1973년 샤르.[10]
Denelcor, Inc.는 1982년에 HEP(Heterogeneous Element Processor)와 함께 다중 스레딩을 도입했습니다
HEP 파이프라인은 동일한 프로세스의 여러 명령을 보유할 수 없습니다
주어진 프로세스의 하나의 명령만 파이프라인에 어느 시점에서든 존재할 수 있습니다
주어진 프로세스의 명령이 파이프를 차단하면 파이프라인이 고갈된 후에도 다른 프로세스의 명령이 계속됩니다
하이퍼 스레딩 뒤에 있는 기술에 대한 미국 특허는 1994년 11월 Sun Microsystems의 Kenneth Okin에게 부여되었습니다
당시 CMOS 프로세스 비용 효율적인 구현을 허용할 만큼 기술이 발전하지 않았습니다.[11]
Intel은 2002년 Foster MP 기반 Xeon을 사용하여 x86 아키텍처 프로세서에서 하이퍼 스레딩을 구현했습니다
같은 해에 3.06GHz Northwood 기반 Pentium 4에도 포함되었으며 이후 모든 Pentium 4 HT, Pentium 4 Extreme Edition 및 Pentium Extreme Edition 프로세서의 기능으로 유지되었습니다
Pentium 4 모델 라인을 계승한 Intel Core & Core 2 프로세서 라인(2006)은 하이퍼 스레딩을 사용하지 않았습니다
Core 마이크로아키텍처를 기반으로 하는 프로세서에는 코어 마이크로아키텍처가 구형 P6 마이크로아키텍처의 후손이었기 때문에 하이퍼스레딩이 없었습니다
P6 마이크로아키텍처는 Pentium Pro, Pentium II 및 Pentium III(당시 Celeron 및 Xeon 파생 제품 포함)와 같은 Pentium 프로세서의 초기 반복에 사용되었습니다.
Intel은 2008년 11월에 Nehalem 마이크로아키텍처(Core i7)를 출시하여 하이퍼 스레딩이 다시 등장했습니다
1세대 Nehalem 프로세서에는 4개의 물리적 코어가 포함되어 있으며 8개의 스레드로 효과적으로 확장되었습니다
그 이후로 2코어 및 6코어 모델이 출시되어 각각 4개 및 12개의 스레드로 확장되었습니다.[12] 초기 Intel Atom 코어는 저전력 모바일 PC 및 저가 데스크탑 PC를 위한 순차 프로세서였으며 때로는 하이퍼 스레딩 기능이 있었습니다.[13] Itanium 9300은 향상된 하이퍼 스레딩 기술을 통해 프로세서당 8개의 스레드(코어당 2개의 스레드)로 출시되었습니다
다음 모델인 Itanium 9500(Poulson)은 하이퍼 스레딩을 통해 8개의 추가 가상 코어를 지원하는 8개의 CPU 코어와 함께 12가지 전체 문제 아키텍처를 특징으로 합니다.[14] Intel Xeon 5500 서버 칩도 양방향 하이퍼스레딩을 사용합니다.[15][16]
성능 주장[편집]
Intel에 따르면, 최초의 하이퍼스레딩 구현은 비교 가능한 하이퍼스레딩되지 않은 프로세서보다 5%만 더 많은 다이 영역을 사용했지만 성능은 15-30% 향상되었습니다.[17][18] Intel은 동일한 비동시 멀티스레딩 펜티엄 4와 비교하여 최대 30%의 성능 향상이 있다고 주장합니다
Tom’s Hardware는 다음과 같이 말합니다
Intel은 또한 일부 인공 지능 알고리즘에서 하이퍼 스레딩을 지원하는 펜티엄 4 프로세서로 상당한 성능 향상이 있다고 주장합니다
하이퍼 스레딩의 성능 기록은 처음에는 혼합된 것이었습니다
2002년 11월의 고성능 컴퓨팅에 대한 한 논평은 다음과 같이 언급합니다.[20]
하이퍼 스레딩은 일부 MPI 응용 프로그램의 성능을 향상시킬 수 있지만 전부는 아닙니다
클러스터 구성과 가장 중요한 것은 클러스터에서 실행되는 애플리케이션의 특성에 따라 성능 향상이 달라지거나 심지어 마이너스가 될 수도 있습니다
다음 단계는 성능 도구를 사용하여 성능 향상에 기여하는 영역과 성능 저하에 기여하는 영역을 이해하는 것입니다
결과적으로 성능 향상은 응용 프로그램에 따라 크게 달라집니다.[21] 그러나 완전한 주의가 필요한 두 개의 프로그램을 실행할 때 프로세서의 경우 실제로 하이퍼 스레딩 기술이 켜져 있을 때 프로그램 중 하나 또는 둘 모두가 약간 느려지는 것처럼 보일 수 있습니다.[22] 이는 펜티엄 4의 재생 시스템이 귀중한 실행 리소스를 묶어 두 프로그램 간의 프로세서 리소스를 균등하게 하여 다양한 실행 시간을 추가하기 때문입니다
Pentium 4 “Prescott” 및 Xeon “Nocona” 프로세서는 재생 시스템에 필요한 실행 시간을 줄이고 성능 저하를 완전히 극복하는 재생 대기열을 받았습니다.[23]
Intel의 2009년 11월 분석에 따르면 하이퍼 스레딩의 성능 영향으로 인해 스레드 실행이 애플리케이션에 따라 달라지는[21] 상당한 전체 처리량 향상을 가져오지 않는 경우 전체 대기 시간이 증가합니다
즉, 하이퍼 스레딩으로 인해 전체 처리 대기 시간이 크게 증가하고 하이퍼 스레딩이 제공하는 추가 하드웨어 리소스 활용을 효과적으로 사용할 수 있는 동시 스레드가 많아지면 부정적인 영향이 작아집니다.[24] 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)에 의해 생성된 인터럽트 요청 처리와 같은 네트워크 트래픽 관리와 관련된 작업을 처리하는 데 사용되는 하이퍼 스레딩의 효과에 대해서도 유사한 성능 분석을 사용할 수 있습니다.[25] 다른 논문에서는 인터럽트 처리에 하이퍼 스레딩을 사용할 때 성능이 향상되지 않는다고 주장합니다.[26]
단점[편집]
최초의 HT 프로세서가 출시되었을 때 많은 운영 체제가 하이퍼 스레딩 기술에 최적화되지 않았습니다(예: Windows 2000 및 Linux 2.4 이전).[27]
2006년에 하이퍼스레딩은 에너지 비효율성으로 비판을 받았습니다.[28] 예를 들어, 저전력 CPU 설계 전문 회사인 ARM은 동시 멀티스레딩이 일반 듀얼 코어 설계보다 최대 46% 더 많은 전력을 사용할 수 있다고 밝혔습니다
또한 SMT는 캐시 스래싱을 42% 증가시키는 반면 듀얼 코어는 37% 감소한다고 주장했습니다.[29] 2010년에 ARM은 미래의 칩에 동시 멀티스레딩을 포함할 수 있다고 말했지만[30] 2012년 64비트 설계로 인해 거부되었습니다.[31] 2013년 Intel은 Silvermont 프로세서 코어에 대해 비순차적 실행을 위해 SMT를 중단했습니다
SMT를 사용하는 더 적은 수의 코어보다 더 나은 전력 효율성과 더 나은 성능을 제공한다는 것을 발견했기 때문입니다.[32] 2017년에 Intel의 Skylake 및 Kaby Lake 프로세서에 데이터 손실을 유발할 수 있는 하이퍼 스레딩 구현에 버그가 있음이 밝혀졌습니다.[33] 문제를 해결하기 위해 나중에 마이크로코드 업데이트가 릴리스되었습니다.[34]
2019년에 Coffee Lake와 함께 Intel은 최고급 Core i9 부품 또는 Pentium Gold CPU를 제외하고 주류 Core i7 데스크탑 프로세서에 하이퍼 스레딩을 포함하지 않기 시작했습니다.[35] 또한 HT를 비활성화하여 완화할 수 있는 새로운 CPU 취약성 공격이 드러남에 따라 하이퍼 스레딩 비활성화를 권장하기 시작했습니다.[36]
보안[편집]
2005년 5월 Colin Percival은 Pentium 4의 악의적인 스레드가 타이밍 기반 부채널 공격을 사용하여 캐시를 공유하는 다른 스레드의 메모리 액세스 패턴을 모니터링하여 암호화 정보를 도용할 수 있음을 보여주었습니다
악성 스레드는 자체 실행 시간만 측정하므로 이는 실제로 타이밍 공격이 아닙니다
이에 대한 잠재적인 솔루션에는 캐시 축출 전략을 변경하는 프로세서 또는 동일한 물리적 코어에서 다른 권한을 가진 스레드의 동시 실행을 방지하는 운영 체제가 포함됩니다.[37] 2018년 OpenBSD 운영 체제는 Foreshadow/L1TF 취약점으로 인해 “응용 프로그램에서 다른 소프트웨어로 데이터가 잠재적으로 누출되는 것을 방지하기 위해” 하이퍼 스레딩을 비활성화했습니다.[38][39] 2019년에 일련의 취약점으로 인해 보안 전문가는 모든 장치에서 하이퍼스레딩을 비활성화할 것을 권장했습니다.[40]
참조 [ 편집 ]
[스무디] 하이퍼 스레딩이란? New Update
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역사[편집]
OpenMP Architecture Review Board(ARB)는 1997년 10월 첫 번째 API 사양인 OpenMP fortran 1.0을 발표했습니다
OpenMP for C/C++는 1998년 10월에 출시되었습니다
2000년 11월 버전 2.0이 Fortran 버전으로 출시되었으며 2002년 버전 2.0이 C/C++ 표준으로 출시되었습니다
2005년 5월에 출시된 버전 2.5부터 C/C++/Fortran 사양이 통합되었습니다
버전 3.0은 2008년 5월, 버전 4.0은 2013년 7월, 버전 4.5는 2015년 11월, 버전 5.0은 2018년 11월에 출시되었습니다[4]
2019년 현재 버전 2.5 이하가 레거시 사양으로 취급됩니다
주요 요소[편집]
OpenMP의 구조.
예제 프로그램 [편집]
#include
” , th_id ); #pragma omp 장벽 if ( th_id == 0 ) { nthreads = omp_get_num_threads(); printf( “전체적으로 %d개의 스레드가 있습니다.” , nthreads ); } } 리턴 EXIT_SUCCESS ; }
#include
str(); #pragma omp 장벽 #pragma omp 마스터 { nthreads = omp_get_num_threads(); std::cout << "all " << nthreads << ""threads"가 있습니다
<< std::endl ; } } return 0 ; }
PROGRAM HELLO INTEGER ID, NTHRDS INTEGER OMP_GET_THREAD_NUM, OMP_GET_NUM_THREADSALL C$OPRIMPVATEPARSEL ID ) ID = OMP_GET_THREAD_NUM ( ) PRINT * , ‘HELLO WORLD : Thread’ , ID C$OMP_NUM_THREADS 0 ) THEN C$OMP_NUM_THREADS
() PRINT * , ‘all’ , NTHRDS , ‘C$OMP가 있습니다’ ENDIF PARALLEL END
프로그램 hello90 use omp_lib 정수 :: id , nthreads !$omp 병렬 private(id) id = omp_get_thread_num () write ( * , * ) ‘Hello World : thread’ , id !$omp barrier if ( id == 0 ) then nthreads = omp_get_num_threads () write ( * , * ) ‘all’ , nthreads , ‘ !$omp end 병렬 종료 프로그램이 있으면 ‘threads’ end가 있습니다
[편집]도 참조하십시오각주 [편집]
프로세스는 뭐고 스레드는 뭔가요? New
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메모리 유형: DDR4-2666.PCI-E 버전: 3.0
PCI-E 레인 수: 16
접합: 100°C
소켓 지원: FC LGA 1151
첨단 기술
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Virtual Machines 시리즈 | Microsoft Azure Update New
메모리 내 하이퍼 스레드 애플리케이션에 최적화됨 E-series Azure VM은 SAP HANA와 같은 대용량 메모리 내 애플리케이션에 최적화되어 있습니다. 이러한 VM은 메모리 대 코어 비율이 높아 메모리 집약적인 엔터프라이즈 애플리케이션, 대규모 관계형 데이터베이스 서버, 메모리 내 분석 워크로드 등에 …
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E 시리즈
인메모리 하이퍼 스레드 애플리케이션에 최적화되어 있습니다
E 시리즈 Azure VM은 SAP HANA와 같은 대규모 인메모리 애플리케이션에 최적화되어 있습니다
이러한 VM은 메모리 대 코어 비율이 높기 때문에 메모리 집약적 엔터프라이즈 애플리케이션, 대규모 관계형 데이터베이스 서버, 메모리 내 분석 워크로드 등에 이상적입니다
Ev3 시리즈 VM의 범위는 각각 2~64개의 vCPU와 16~432GiB의 RAM입니다
..E 및 Ed v4 VM은 2.5Ghz의 기본 속도에서 실행되고 최대 3.4Ghz의 올코어 터보 주파수를 달성할 수 있는 맞춤형 Intel® Xeon® Platinum 8272CL 프로세서를 기반으로 합니다
E 및 Ed v4 가상 머신 크기는 최대 504GiB의 RAM을 지원합니다
또한 Ed v4에는 대기 시간이 짧은 고속 로컬 스토리지를 활용하는 애플리케이션을 실행할 수 있는 고속 대용량 로컬 SSD 스토리지(최대 2,400GiB)가 포함되어 있습니다
E v4 가상 머신 크기에는 임시 저장소가 없습니다
E 및 Ed v5 VM은 하이퍼컨버지드 구성의 3세대 Intel® Xeon® Platinum 8370C(Ice Lake) 프로세서를 기반으로 합니다
이 맞춤형 프로세서는 최대 3.5GHz의 올코어 터보 클럭 속도에 도달할 수 있습니다
VM에는 최대 672GiB의 RAM이 있고 로컬 임시 스토리지(Es v5)가 없는 크기를 제공하며 격리된 인스턴스에서 최대 104개의 vCPU까지 확장할 수 있습니다
Ea 및 Eas v4 Azure VM 시리즈는 AMD EPYC™로 구동되며 7452 프로세서를 탑재하고 최대 96개의 vCPU, 672GiB의 RAM 및 2,400GiB의 SSD 기반 임시 스토리지를 제공합니다
Eas 및 Eads v5 VM은 3세대 AMD EPYC™ 7763v(Milan) 프로세서를 기반으로 합니다
이 프로세서는 3.5GHz의 증폭된 최대 주파수를 달성할 수 있습니다
VM 시리즈는 로컬 임시 저장소(Eads v5)(Eas v5)가 있거나 없는 크기를 제공하며 이전 Ea 및 Eas v4 세대에 비해 대부분의 범용 워크로드에 대해 더 나은 가치 제안을 제공합니다
, Eds, Eas 및 Eads VM 시리즈는 지역 가용성에 따라 Azure Premium SSD와 Ultra Disk 스토리지를 모두 지원합니다
워크로드의 예로는 SAP HANA(예: E64s v3, E20ds v4, E32ds v4, E48ds v4, E64ds v4)가 있습니다
), SAP S/4 HANA 애플리케이션 계층, SAP NetWeaver 애플리케이션 계층, 보다 광범위하게는 메모리 집약적 엔터프라이즈 애플리케이션, 대규모 관계형 데이터베이스 서버, 데이터 웨어하우징 워크로드, 비즈니스 인텔리전스 애플리케이션, 인메모리 분석 워크로드, 다양한 성격의 금융 거래
처리하는 시스템을 포함하여 추가적인 비즈니스 크리티컬 애플리케이션이 있습니다.
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인텔 CPU 팬티엄, i3 i5 i7 차이점! :: 모든것은 처음부터 New
12/4/2018 · 안녕하세요. 쿠과자입니다 많은 분들이 컴퓨터, 하드웨어에 관심을 갖고 직접 조립컴퓨터를 구매하시는 분들도 많으신데요 CPU를 고르시는 분들중 인텔(Intel) CPU의 팬티엄, i3, i5, i7 …
CPU 개념인 코어, 스레드 , 클럭, 캐시메모리 간단하게 설명해드리겠습니다. Update
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