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1 O que é Hyper-Threading (HT)? Hyper-Threading (HT) é uma tecnologia existe nos processadores que visa explorar com mais eficiência o uso da CPU, o grande foco desta tecnologia é evitar ociosidade de processamento (desperdícios de processamento) no que se refere ao ciclo de CPU. Objetivos do Hyper-Threading (HT), como dito anteriormente é o máximo aproveitamento do ciclo de CPU, isso é possível devido a alguns ajustes estruturais da arquitetura do processador (engenharia interna). Um processador físico que possui 2 ou mais cores (núcleos) proporciona um sistema de computação SMP (multiprocessamento simétrico - Symmetric Multi-Processing), isso significa que múltiplos processadores com memória compartilhada compõe o sistema computacional. A ideia de multi-cores surgiu com o intuito de oferecer um aumento linear na capacidade de processamento, uma vez que um processador físico tem a capacidade de processar em paralelo múltiplos processo devido ao fato da existência de múltiplos cores (núcleos) no processador físico. A tecnologia Hyper-Threading (HT) surgiu no processador Intel Pentium 4, contudo obteve grande destaque quando foi casada com os processadores de multiprocessamento simétrico (SMP), ou seja, os processadores de múltiplos cores. A implementação do Hyper-Threading (HT) nesses processadores, proporcionou um ajuste fino no processamento paralelo das tarefas oriundas do sistema operacional. Imagem retirada de documentações de treinamentos oficiais INTEL

2 Como funciona a tecnologia Hyper-Threading (HT)? O Hyper-Threading (HT) cria duas CPUs Lógicas em um core localizado no processador físico, essas CPUs Lógicas são também chamadas de Thread Logical CPU (Thread lógica de CPU), que em sistemas operacional UNIX são consideradas como CPU disponíveis para uso. Com esse cenário de simulações de CPU lógicas o processador proporciona um melhor aproveitamento do ciclo de CPU, pois duas threads (estágios) de um processo do sistema operacional pode ser executadas em um único ciclo. Ciclo de CPU: É um tempo requerido para mover uma instrução de um estágio a outro. Exemplo: Estagio 1 - Leitura de variável Estagio 2 - Interrupção de hardware Estagio 3 - Busca de variável Dessa forma um instrução pode ser processada de forma mais performática, devido ao paralelismo dos estágios, lembrando que nem sempre é possível a existência deste paralelismo, uma vez que pode ocorrer dependências entre estágios, ou seja, estagio 2 depende de dados originados no estágio 1. Perceba que quando é possível o paralelismo de estágios (Threads) um ciclo de CPU é melhor aproveitado, pois muitas vezes um estágio não usa o total poder processual de uma CPU logica ao passo que essa sobra é reaproveita por um outro estagio da instrução.

3 Arquitetura de um processador com tecnologia Hyper-Threading (HT) Processador Físico Physical Processor: CPU Física (Central Processing Unit) Core núcleos de processamentos pertencente a CPU Física (Processador Físico Physical Processor) Architectural state Representa uma CPU lógica ou Thread Logical CPU, composto por um controlador de interrupções programável (APIC) e um conjunto de registradores próprios. As CPU lógica ou Thread Logical CPU compartilham as estruturas de ULA (Unidade lógica e aritmética) e CACHE.

4 Processador com Hyper-Threading (HT) x Processador sem Hyper-Threading (HT) Qual a desvantagem da tecnologia Hyper-Threading (HT)? Um efeito colateral do Hyper-Threading (HT) é o aumento do consumo de energia elétrica, o que pode desestabilizar o sistema computacional por motivos de alta temperaturas caso a refrigeração não seja adequada para a tecnologia.

5 Identificando Hyper-Threading (HT) em sistemas Linux dmidecode é um utilitário que fornece informações sobre o sistema computacional. /proc/cpuinfo é um arquivo virtual (arquivo de kernel) que fornece informações sobre a CPU do sistema computacional. lscpu é um utilitário que reúne informações de arquitetura de CPU através do sysfs e /proc/cpuinfo.

6 Conclusão e considerações finais O objetivo do Hyper-Threading (HT) é oferecer um melhor aproveitamento do ciclo de CPU, evitando eventuais desperdícios caso a exigência de trabalho da instrução sobre a CPU lógica, seja menor do que a sua capacidade de processamento oferecida. A tecnologia Hyper-Threading (HT) estimula o paralelismo entre instruções (Threads). A tecnologia Hyper-Threading (HT) obteve grande destaque quando casada com os processadores de multiprocessamento simétrico SMP (Multi-cores) O aquecimento térmico devido ao aumento do consumo de energia elétrica é uma desvantagem da tecnologia Hyper-Threading (HT), devido a isso, seu uso deve ser bem alinhado com a refrigeração do sistema computacional para evitar eventuais degradação por motivos de elevadas temperaturas.

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