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Intel: Pentium 4 mit 3,06 GHz und Hyper-Threading
Veröffentlicht am 14.11.2002 10:00:59

Was es bei den Xeon Prozessoren (Prestonia Core) von Intel schon ein halbes Jahr gibt, bringt Intel heute auch offiziell in den Desktop: Der brandneue 3,06GHz Pentium 4 unterstützt Hyperthreading. Dieses Feature lässt die CPU für das Betriebssystem so aussehen, als ob zwei physische CPU’s vorhanden wären. In Wirklichkeit sind es aber natürlich nicht zwei vollständige Prozessoren.

Es wurde aber nur die sogenannte Architecture State, also die Register (Zustands und Datenregister) verdoppelt. Der programmierbare Interrupt Controller (APIC) ist ebenfalls doppelt vorhanden wie auch der IP (Instruction Pointer- Programmzähler), der Stack Pointer (Stapelspeicher) und die diversen Flags.

Intel verspricht sich durch diese Maßnamen eine bessere Auslastung des Prozessors, da nun zwei Threads „virtuell“ gleichzeitig abgearbeitet werden.
Intel selbst gibt an, das bei normaler „real life“ Befehlsverteilung von den maximal möglichen CPU-Ressourcen nur etwa 35% wirklich benutzt werden.

Von Hyperthreading (HT) erwartet sich Intel je nach Anwendung Performancesteigerungen von bis zu 50%.
Das sind aber nur Spezialfälle. Bei normalen Anwendungen liegt der von uns gemessene Vorteil zwischen 0% (Spiele die alle nur mit einem Thread laufen) und rund 20% (auf HT optimierter MPEG Encoder) sofern man nur dieses eine Programm laufen lässt. Verwendet man mehrere Programme gleichzeitig (etwa im Internet surfen und MP3’s encodieren) kann sich die Performance noch etwas verbessern.

Die Hyperthreading - Erweiterungen benötigen laut Intel nur etwa 5% mehr Fläche.
Diese Erweiterung befindet sich übrigens schon seit Einführung des Northwood Kerns im Prozessor wird aber erst beim 3,06GHz – Modell freigeschaltet.

Kompatibel ist der neue Prozessor mit i845E, i845G (ab B1 Revision), dem i850E sowie den neuen DDR333 tauglichen i845PE und i845GE mit integrierter Grafik.
Für Boards mit i845E und i845G sollte man aber das neueste BIOS des Herstellers aufspielen, damit man von Hyperthreading profitieren kann.
Außen vor bleibt der i845 (auch B-Step) sowie der i845GL und der „alte“ i850. Auf diesen läuft der 3,06GHz Prozessor zwar auch, jedoch wird der zweite virtuelle Prozessor „übersehen“

Da es sich hierbei nicht um physisch vorhandene Prozessoren handelt spricht man von logischen CPUs.
Für das Betriebssystem macht das aber (fast) keinen Unterschied. Da jede logische CPU ihren eigenen APIC hat, werden auch die Interruptus von CPU0 nur von dieser abgearbeitet, während CPU1 normal weiterarbeiten kann.
Besonders wichtig war es für Intel, dass die zweite logische CPU, sofern sie nicht gebraucht wird, keinen Einfluss auf die Performance des Gesamtsystems nimmt.
Hierzu darf das Betriebssystem keinesfalls eine kurzfristig nicht benutzte logische CPU mit dem üblichen Idle Loop beaufschlagen, der permanent nach Arbeit fragt sondern den HALT Befehl. Dieser stellt zum der anderen CPU, bis ein neuer Thread für die zweite CPU vorhanden ist, die vollen Ressourcen zur Verfügung. Würde einfach der Idle Loop ausgeführt werden, würde die „arbeitende“ CPU in ihrer Arbeit behindert werden, da sich beide ja nur ein Rechenwerk teilen.

Richtig erkannt und unterstützt wird Hyperthreading nur von Windows XP, .net Server etc. Die Betriebssysteme Windows 2000 und Windows NT erkennen die logischen Prozessoren nicht und behandeln sie wie normale Multiprozessorsysteme, wodurch der Performancevorteil weitgehend flöten geht.
Windows ME und älter ist mangels Multiprozessorunterstützung ebenfalls nicht HyperThreading-fähig. Linux kann ab Kernel Version 2.4.17 (laut Intel erst ab 2.4.18) HyperThreading.
Verwendet man also Windows 2000, NT oder Windows 98SE/ME sollte man Hyperthreading lieber im BIOS abschalten.

Die mittlere Verlustleistung -mit dieser arbeiten Kühlerherstller Hersteller (Thermal Design Power) um die richtige Dimension errechnen zu können- liegt bei 81,8W was nicht gerade wenig ist, und den aktuellen Boxed-Kühler vor unlösbare Probleme stellt. Es wird also wohl einen neuen, leistungsstärkeren Boxed Kühler geben.
Der Preis ist ebenfalls nicht gerade niedrig. Dieser liegt bei einer Abnahme von 1000 Stück bei 637 Dollar. Einen ausführlichen Bericht über Hyperthreading finden Sie im WCM 180.

Intel

mas

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