A Microsoft operációs rendszerei és a Pentium 4 hyper-threading

Mike Magee, a The Inquirer című brit számítástechnikai bulvárlap újságírója talált rá arra az izgalmas dokumentumra, amely a Microsoft szerver operációs rendszereinek hyperthreading-támogatásával kapcsolatban nyújt útmutatót. A John Borozan által összeállított, 2002 áprilisára datált autentikus Microsoft-szöveg kitér arra, hogy milyen problémákkal és örömökkel nézhetnek szembe a Prestonia magos Xeon vagy Foster MP magra épülő Xeon MP processzorok tulajdonosai Windows 2000 és Windows .NET szerver használata esetén.

Amint arról korábban többször beszámoltunk, az Intel hyper-threading technológiája a szimultán többszálú (SMT) végrehajtás egyik sokat ígérő implementációja. Ennek lényege, hogy két architekturális állapotot alakítottak ki a processzormagban egyes erőforrások (pl. regiszterek) számának megduplázásával, aminek köszönhetően a CPU két logikai processzornak látszik az operációs rendszer felé. Így az két független szálat, folyamatot képes futtatni egy időben, igaz, ezek versengenek a változatlan számú végrehajtó egységekért. Az Intel szerint csupán e technológia alkalmazásával 30%-os teljesítménynövekedés érhető el optimalizált alkalmazások futtatása során.

A dokumentumból azonban kiderül, hogy a Windows 2000 Server nem képes különbséget tenni a fizikai és logikai processzorok között, már ami a rendszer licencfeltételeit illeti. Ez az operációs rendszer ugyanis per definitionem maximálisan 4-processzoros rendszerekben használható. Márpedig a szoftver a BIOS által átadott adatok alapján számolja a rendelkezésre álló CPU-kat, a BIOS pedig minden fizikai processzor első logikai részét veszi először figyelembe. Azaz például egy négyprocesszoros Xeon MP rendszerben, ha a hyper-threading aktiválva van, a Windows 2000 Server csupán a négy processzor egy-egy logikai CPU-ját használja majd ki, míg minden második logikai CPU, s így a hyper-threading technológia kihasználatlan marad.

Azaz a hyper-threading használatához a fenti rendszerben már egy max. 8 processzort támogató Windows 2000 Advanced Server operációs rendszerre van szükség. Ám, amint azt a szerző megjegyzi: "noha ebben az esetben a Windows mind a 8 logikai processzort felismeri, az esetek többségében jobb teljesítmény érhető el nyolc fizikai processzor használatával."

Ezzel szemben a Windows .NET Server operációs rendszerek már képesek különbséget tenni a logikai és fizikai processzorok között, így például a max. két processzort támogató Windows .NET Standard Server maximálisan képes kihasználni egy kétprocesszoros Xeon (MP) rendszer hyper-threading képességeit. A gond csupán az, hogy a .NET szerver jelenleg még csupán a 3. bétánál tart.

A probléma summája a dokumentum summájában olvasható:

A Microsoft várakozásai szerint a teljesítménynövekedés alkalmazástól, konfigurációtól és a használt Windows-verziótól függően változhat.

Noha a Windows 2000 kompatibilis a hyper-threading technológiával, várakozásaink szerint a technológia által nyújtott legjobb teljesítményt a Windows .NET Server alatt lehet kiaknázni. Mindennek az az oka, hogy a Windows .NET Server-család már képes teljes mértékben kihasználni a hyper-threading folyományaként megjelenő logikai processzorokat.