Hyper-Threading

Hyper-Threading

Während der Entwicklung von Prozessoren hat man festgestellt dass sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit eines Prozessors nicht nur durch die Erhöhung der Taktrate beschleunigen lässt. Wenn der Prozessor Prozesse verarbeitet kommt es immer wieder zu Verzögerungen. Um dagegen vorzuwirken entwickelten die Hersteller verschiedene Verfahren. Wie:

• Pipelining
• Hyper-Threading
• Multi-Threading
• Coprozessor
• Multi-Core-Prozessor
• Multi-Prozessor
• Multi-Computer
• Grid / Cloud Computing

An dieser Stelle möchte ich auf gewisse Punkte eingehen.

Pipelining

Beim Pipelining erfolgt Befehlsausführung wie an einem Fließband (Pipeline). Eine Pipeline ist eine Abfolge von Verarbeitungseinheiten, die einen Befehl ausführen. Dabei wird die Ausführung eines Befehls in verschiedene Phasen eingeteilt. Für jede Phase gibt es eine Ausführungseinheit. Wenn ein Befehl von Phase 1 seiner Bearbeitung in Phase 2 tritt, betritt der nächste Befehl Phase 1. Je mehr Phasen oder Stufen eine Pipeline hat, desto mehr Befehle können parallel verarbeitet werden. Eine weitere Parallelisierung ist dadurch möglich, dass man mehrere Pipelines hat oder für bestimmte Pipeline-Stufen mehrere Ausführungseinheiten.

Hyper-Threading

Hyper-Threading gaukelt dem Betriebssystem einen zweiten Prozessorkern vor, um dadurch die Funktionseinheiten besser auszulasten und Speicherwartezeiten zu überbrücken. Wenn der erste Thread des Prozessors auf Daten aus dem Speicher warten muss, dann kann der Prozessor den zweiten Thread nutzen, um im Programmcode weiter zu machen.