Was ist Hyper-Threading?

Hyper-Threading ist eine Technologie von Intel, die die CPU-Leistung durch bessere Parallelisierung von Berechnungen verbessert.

Was ist Hyper-Threading?

Hyper-Threading ist eine Technologie von Intel, die die CPU-Leistung durch bessere Parallelisierung von Berechnungen verbessert. Sie ermöglicht es einer CPU, mehr Aufgaben gleichzeitig zu erledigen, indem mehr Arbeit parallel ausgeführt wird. Viele der neuesten CPUs von Intel, wie z. B. Intel Core Prozessoren, Intel Core vPro Prozessoren, Intel Xeon Prozessoren und Intel Core M Prozessoren, sind mit dieser Technologie ausgestattet. Hyper-Threading ist in der Regel auf Systemen, die es unterstützen, standardmäßig aktiviert.

Beim Hyper-Threading wird jeder physische CPU-Kern in zwei logische Kerne bzw. Threads unterteilt, was die CPU-Effizienz verbessert. Mit dieser Technologie können mehrere Befehle parallel auf getrennten Daten ausgeführt werden. Eine CPU mit aktiviertem Hyper-Threading verfügt über zwei logische Kerne für jeden physischen Kern, so dass das System jeden logischen Prozessor anweisen kann, einen bestimmten Thread unabhängig auszuführen. Ein Intel 10900K mit 10 Kernen zum Beispiel verbessert die Leistung des Systems, indem er insgesamt 20 CPU-Threads anzeigt. Um Hyperthreading zu nutzen, müssen jedoch sowohl das Betriebssystem als auch das BIOS gleichzeitiges Multithreading unterstützen. Diese Funktion ist normalerweise standardmäßig aktiviert.

Hyperthreading-CPUs unterscheiden sich von Multi-Core-Prozessoren, die mehrere physische Prozessoren auf einem Siliziumchip haben. Bei Hyperthreading-CPUs teilen sich die logischen Prozessoren im Kern die Ausführungsressourcen, wie z. B. den Cache, das Ausführungsmodul und die System-BUS-Schnittstelle. Diese gemeinsame Nutzung ist vorteilhaft, denn wenn ein logischer Prozessor nicht mehr auf Daten wartet, kann der andere logische Prozessor die Auslastung jedes physischen CPU-Kerns durch Nutzung der verfügbaren Ressourcen maximieren. Dies verbessert den Prozessordurchsatz und die Gesamtleistung des Systems. Intel behauptet, dass Hyperthreading-CPUs eine um bis zu 30 % bessere Leistung erbringen können als ihre Pendants ohne Hyperthreading.

Zu den Vorteilen der Hyperthreading-Technologie von Intel gehören die gleichzeitige Ausführung komplexer, anspruchsvoller Anwendungen, die Verbesserung der Reaktionsfähigkeit und Effizienz des Systems, die schnellere Erledigung von Aufgaben und die kürzeren Reaktionszeiten von Anwendungen. Die Leistungssteigerung durch Hyperthreading hängt weitgehend davon ab, wie gut das Betriebssystem und die Software für die Nutzung dieser Technologie optimiert sind.

Wie können Sie Hyperthreading aktivieren?

Um Hyperthreading zu aktivieren, müssen Sie eine kompatible CPU und ein kompatibles Motherboard haben. Wenn beide Komponenten Hyperthreading unterstützen, ist es normalerweise standardmäßig aktiviert. Falls nicht, können Sie es in Ihren BIOS-Einstellungen aktivieren. Ebenso können Sie Hyperthreading über das BIOS deaktivieren, wenn Sie dies wünschen. Wenn Hyperthreading deaktiviert ist, wird jeder Kernel im Betriebssystem als ein einzelner Thread angezeigt.

Warum ist Hyperthreading wichtig?

Hyperthreading ist wichtig, weil es den Benutzern ermöglicht, ihre CPU unter bestimmten Bedingungen voll auszunutzen. Die meiste Zeit muss eine CPU Daten oder Befehle aus dem Speicher abrufen, und das kurze Intervall, das dafür benötigt wird, ist für die CPU ausreichend Zeit, um viele Befehle auszuführen. Hyper-Threading nutzt diese Zeitspanne, um Befehle eines anderen Threads auszuführen; dadurch wird die Leistung gesteigert, da keine Zeit verschwendet und die CPU-Leistung voll genutzt wird.

Hyper-Threading'li CPU'lar vs. Hyper-Threading Olmayan CPU'lar

Bei einer CPU mit Hyper-Threading können mehrere Threads auf jedem Kern ausgeführt werden, so dass die CPU mehr Arbeit parallel erledigen kann. Im Gegensatz dazu hat eine CPU ohne Hyperthreading nur einen Ausführungsinhalt pro Kern und verwaltet einen einzigen Software-Thread. Eine hyperthread-fähige CPU verfügt beispielsweise über zwei logische Kerne für jeden physischen Kern, so dass jeder Kern mehrere Software-Threads parallel verwalten kann. Diese Effizienz ermöglicht es der CPU, Leerlaufzeiten auszunutzen, was zu einer Leistungssteigerung führt.

Was ist der Unterschied zwischen Single-Threaded-Anwendungen und Multi-Threaded-Anwendungen?

Single-Threaded-Anwendungen führen Befehle in einer einzigen Sequenz aus und verarbeiten jeweils einen Befehl auf einmal. Im Gegensatz dazu führen Multithreading-Anwendungen Anweisungen in mehreren Sequenzen aus, so dass verschiedene Teile des Programms gleichzeitig ausgeführt werden können. Multithreading teilt die Arbeit für die parallele Verarbeitung auf und ermöglicht mehreren CPU-Kernen die gleichzeitige Verarbeitung von Threads.

Was sind die Vorteile von Hyper-Threading?

Zu den Vorteilen von Hyper-Threading gehören die Verarbeitung von mehr Informationen in kürzerer Zeit und die Ausführung von mehr Hintergrundaufgaben ohne Unterbrechung des Arbeitsablaufs. Dies ist besonders vorteilhaft für Multitasking-Anwender und Profis, die Anwendungen mit vielen Threads verwenden.

Nicht alle Intel Prozessoren sind mit Hyperthreading ausgestattet. So verfügen beispielsweise einige Intel Xeon- und Intel Atom-Prozessoren über Hyperthreading, während andere nicht damit ausgestattet sind. Im Allgemeinen verfügen i7- und i9-Prozessoren über Hyperthreading, während einige i3- und i5-Prozessoren nicht über Hyperthreading verfügen.

Sollten Sie Intel Hyper-Threading aktivieren?

Wenn Ihre CPU und Ihr Motherboard Hyperthreading unterstützen, wird empfohlen, es zu aktivieren. Intel behauptet, dass Hyperthreading die Leistung von Single-Socket-Systemen um bis zu 30 % verbessern kann, und die Aktivierung kostet nichts. Die meisten Hersteller empfehlen, Hyperthreading als Teil der Best Practices für die Systemleistung zu aktivieren. Um zu überprüfen, ob Ihr System Hyperthreading unterstützt, suchen Sie in den BIOS-Einstellungen nach "Intel Hyperthreading Technology". Wenn er deaktiviert ist, lassen Sie ihn die Vorteile genießen.

Unterstützt Microsoft Windows Hyperthreading?

Microsoft Windows unterstützt Hyperthreading, indem es den zweiten Architekturzustand auf dem physischen Prozessorkern verwendet, wenn es mehr aktive Threads als physische Kerne gibt. Das Windows-Leistungsüberwachungsprogramm zeigt jeden physischen Kern als zwei logische Kerne an. Bei einem Intel i9 10900K mit 10 physischen Kernen werden in Windows beispielsweise 20 Threads angezeigt. Da jedoch jeder logische Prozessor seine mikroarchitektonischen Komponenten mit anderen logischen Prozessoren teilt, führt die Aktivierung von Hyperthreading nicht zu einer Verdoppelung der Leistung. Intel behauptet, dass Hyperthreading die Leistung von Single-Socket-Systemen um bis zu 30 % verbessert, was zu einer bescheidenen Leistungssteigerung führt.