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Teste de desempenho da tecnologia Hyper-Threading

       
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 16 comentários

A tecnologia Hyper-Threading, presente em alguns processadores da Intel, permite que cada núcleo físico do processador seja identificado como dois núcleos. Mas será que esses núcleos extras têm o mesmo desempenho dos núcleos "reais"? Confira!

Teste de desempenho da tecnologia Hyper-Threading
Rafael Coelho Editor-chefe do Clube do Hardware

Introdução

Atualmente, os processadores para computadores de mesa utilizam dois ou mais núcleos de processamento. A Tecnologia Hyper-Threading (HT), presente em alguns processadores da Intel, permite que cada um desses núcleos físicos seja detectado pelo sistema operacional como se fossem dois núcleos. Mas será que o desempenho de um núcleo com HT é o mesmo de dois núcleos físicos sem a HT? Nós fizemos alguns testes para verificar, então confira!

Os processadores para computadores de mesa atuais têm entre dois e dez núcleos de processamento. Cada um desses núcleos “reais” (também chamados de “núcleos físicos”) é, na verdade, um processador praticamente completo. Por exemplo, em um processador de quatro núcleos da Intel, o que temos são quatro “processadores” encapsulados no mesmo chip, normalmente acrescidos de uma memória cache (L3) que fica à disposição de todos os núcleos, com dados que podem ser compartilhados entre eles. A tecnologia Hyper-Threading permite que cada um desses núcleos reais comporte-se como se fossem dois núcleos lógicos (threads, em inglês). Assim, um processador com quatro núcleos físicos e com a tecnologia Hyper-Threading vai ser identificado pelo sistema operacional como se tivesse oito “threads” (processadores lógicos).

Essa tecnologia baseia-se no fato de que o processador é composto de várias unidades e nem todas elas são utilizadas o tempo todo. Assim, cada “thread” utiliza as unidades que estão ociosas, permitindo um melhor aproveitamento dos circuitos do processador. A tecnologia HT existe há vários anos, tanto que nós já publicamos um artigo sobre ela em 2002.

Porém, uma dúvida comum é em relação ao desempenho desses núcleos extras criados pela tecnologia Hyper-Threading: será que um processador que tem dois núcleos físicos e, graças à HT, é reconhecido pelo sistema operacional como um processador de quatro núcleos apresenta o mesmo desempenho de um processador de mesma arquitetura e clock, mas com quatro núcleos físicos (e sem HT)?

Para verificar isto, rodamos vários testes de desempenho (programas e jogos) em um Core i7-5960X, que é um processador de oito núcleos com tecnologia Hyper-Threading. Mantivemos o mesmo clock, mas configuramos, no setup da placa-mãe, para dois, quatro e oito núcleos ativos, com a tecnologia Hyper-Threading habilitada e desabilitada.

A Figura 1 mostra duas telas do CPU-Z, mostrando diferentes configurações de números de núcleos e threads.

Hyper-Threading

Figura 1: configurações de núcleos

A tabela abaixo mostra as quatro configurações testadas, bem como qual processador para computadores de mesa tipicamente utiliza uma configuração de núcleos semelhante.

Núcleos ativos Hyper-Threading Threads Processador equivalente típico
2 Sim 4 Core i3
4 Não 4 Core i5
4 Sim 8 Core i7
8 Não 8  

Na próxima página, veremos a configuração utilizada nos testes.

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Comentários de usuários


ótima materia, o que pode influenciar um pouco tambem nao muita coisa é sistema windows 7 comparado ao 8.1 e ao 10 pode da alguma diferenca tambem nesse desempenho, geralmente windows 7 perde

Editado por xmauro

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Acho que também seria interessante testar com um processador de 6 geração e também um teste mostrando apenas dois núcleos físicos para comparar o ganho com o HT ativado simulando 4 núcleos.

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Interessante a matéria, mas nos testes com jogos pode não ter dado diferença tanto pela otimização dos mesmos, como também pela placa de vídeo escolhida para os testes (GTX 950), que pode sido um "gargalo" por não ser a indicada para rodar jogos em Full HD com folga.

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38 minutos atrás, BrenoMoro disse:

Interessante a matéria, mas nos testes com jogos pode não ter dado diferença tanto pela otimização dos mesmos, como também pela placa de vídeo escolhida para os testes (GTX 950), que pode sido um "gargalo" por não ser a indicada para rodar jogos em Full HD com folga.

 

Até poderia, mas por isso rodamos os jogos com tudo no mínimo. Outros testes nossos comprovam que, mesmo com tudo no mínimo, na maioria dos jogos a quantidade de núcleos (ou threads) não faz diferença mesmo com uma placa de vídeo topo de linha. O clock e a arquitetura do processador podem influir, mas o número de threads não. o GTA V é um dos poucos jogos onde o processador faz bastante diferença.

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Seria interessante realizarem testes com os sistemas operacionais Windows Server 2012R2 ou um Ubuntu Server. Poderiam comparar o AMD CMT vs. Intel SMT para ver a real diferença entre as tecnologias e a quantidade de espaço no chip que cada tecnologia ocupa. Já vi que o CMT - Clustered Multithreading da AMD tem maior ganho de performance mas a um custo de quase um outro núcleo completo o que inviabiliza a tecnologia. 

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Parabéns pelo post equipe CDH, legal saber que, a depender da finalidade a ser utilizada pelo processador escolhido, a diferença do desempenho pode não necessitar de um gasto oneroso. Fiquei curioso no seguinte quesito: quais processadores foram testados junto ao Core i7 5960X de 8 núcleos pois acredito não ter visto as referências deles nos testes. Não sei se isto vem ao caso mas se não for muito enfado, agradeceria pela resposta :D 

valeu...

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30 minutos atrás, wilsansilva disse:

Parabéns pelo post equipe CDH, legal saber que, a depender da finalidade a ser utilizada pelo processador escolhido, a diferença do desempenho pode não necessitar de um gasto oneroso. Fiquei curioso no seguinte quesito: quais processadores foram testados junto ao Core i7 5960X de 8 núcleos pois acredito não ter visto as referências deles nos testes. Não sei se isto vem ao caso mas se não for muito enfado, agradeceria pela resposta :D 

valeu...

 

Olá, obrigado por acompanhar o site.

Talvez não tenha ficado bem claro, mas em todos os testes foi sempre usado o Core i7-5960X, apenas com diferentes configurações de quantidade de núcleos e HT.

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Muito bom o teste.

Eu senti a diferença do HT  num notebook usado que comprei.

Ele tem o i3 3110m que vem com HT, mas no Windows mostrou só dois núcleos.

Como não estava conseguindo entrar no SETUP, achei que foi o fabricante que fez de propósito ou algo assim. 

Mas ao atualizar o BIOS consegui ativar a opção, a diferença foi sentida na hora no tempo de carregamento do Win 10, programas, agora o uso da CPU fica mais baixo do que antes.

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Outro bom artigo que destaca uma interessante dúvida que sempre cutuca a gente. Assim a gente vai crescendo.

Obrigado, Rafael.

 

Se o espaço permitir, faço a sugestão de um artigo esclarecendo até quando a instalação de sistema operacional de 32 bits é conveniente em máquinas modestas com até 3/4GB de memória. Penso que um sistema mais leve pode otimizar o uso. Mas, de outro lado, tem-se que os processadores hoje são de 64bits e talvez aproveitem melhor o hardware modesto do que o sistema de 32.

Ás vezes monto máquinas para amigos (puro hobby) e quando a finalidade é office costumo usar um Pentium com 4GB de RAM, mas ainda não consegui uma base segura para decidir entre 32 ou 64bits no SO.

Nunca vi um teste neste sentido e também não sei se o assunto é interessante para a maioria. Fica aí a sugestão.

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@Menko

 

Eu já testei isso em centenas de computadores com XP, Vista, 7, 8, 8.1, 10.

 

Varia muito de sistema operacional, então o teste é muito longo e gasta muito tempo mesmo. Falando em Windows, se você tem os drivers instalados corretamente e o sistema configurado, a partir de 2 GB pra Windows 64 bits e se tiver menos, instale a versão de 32 bits (com exceção do obsoleto Windows XP que é difícil ter drivers otimizados para 64 bits e o ideal é 32 bits para usuários domésticos).

 

Se instalar o Windows de 64 bits (principalmente o Windows 7 que usa bastante RAM), em um computador com apenas 1GB, quando você começar a abrir alguns programas, ele vai começar a usar memória virtual e o desempenho vai cair (no "mundo Windows", a primeira exceção é se você não abrir quase nada, for só pra escutar música e assistir filme, sem usar navegador de Internet ou outros programas que usam mais RAM. A segunda exceção é o obsoleto Windows XP x64 que consome pouca RAM, comparado com os sistemas atuais).

 

Obviamente é necessário usar os drivers e programas de 64 bits para ter otimização. De nada adianta instalar um sistema operacional de 64 bits e usar somente programas de 32 bits. O consumo de memória na versão de 32 bits é um pouco menor e o desempenho também.

 

Só pra você ter uma ideia, na imagem abaixo, todos os programas estão abertos e está usando menos de 3 GB em um Windows de 64 bits. Quanto mais RAM você tiver, mais cache o Windows vai fazer, mais rápido os programas serão abertos e é possível ter um RAMDisk maior para aumentar ainda mais o desempenho. Obviamente que passando de 4 GB, a diferença será bem pouca e você quase não perceberá PARA USO COMUM. Você percebe a diferença de desempenho entre 32 e 64 bits quando usa programas que necessitam de bastante memória, como o Photoshop, AutoCAD, jogos, etc. Para os programas comuns, a diferença é bem pequena.

 

Dos sistemas que eu citei, do que usa menos RAM 1º para o que usa mais, a lista fica assim: XP, 10, Vista, 8.1, 8, 7. O Windows 10 compacta a RAM, coisa que não existe nas versões antigas, sem contar as otimizações. O Windows Vista roda muito rápido com 2 GB na versão de 64 bits e um processador adequado. Infelizmente, ele foi vendido em uma época em que os computadores da "xuxa" tinham 512 MB de RAM e isso fazia o sistema parecer que era lento, mas na verdade não era.

 

Sem contar o fato de que vários jogos novos só funcionarão em sistemas de 64 bits.

 

sgqq7o.jpg

 

Basicamente é isso para não fugirmos mais ainda do assunto do Hyper-Threading.

Editado por agnaldoreis

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7 horas atrás, Menko disse:

Outro bom artigo que destaca uma interessante dúvida que sempre cutuca a gente. Assim a gente vai crescendo.

Obrigado, Rafael.

 

Se o espaço permitir, faço a sugestão de um artigo esclarecendo até quando a instalação de sistema operacional de 32 bits é conveniente em máquinas modestas com até 3/4GB de memória. Penso que um sistema mais leve pode otimizar o uso. Mas, de outro lado, tem-se que os processadores hoje são de 64bits e talvez aproveitem melhor o hardware modesto do que o sistema de 32.

Ás vezes monto máquinas para amigos (puro hobby) e quando a finalidade é office costumo usar um Pentium com 4GB de RAM, mas ainda não consegui uma base segura para decidir entre 32 ou 64bits no SO.

Nunca vi um teste neste sentido e também não sei se o assunto é interessante para a maioria. Fica aí a sugestão.

 

Excelente sugestão! Vamos ver se conseguimos pensar em uma metodologia para fazer este teste. Valeu!

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agnaldoreis, tem uma chave no registro (regedit) que ajuda os windows mais antigos que o 10 a cachear tão bem quanto ele os programas, a chave no registro é largesystemcache padrão vem desligado em 0 ae colocando em 1 e reiniciando o windows cacheia muito bem as coisas ficando muito melhor, ja esta ativado naquele win q te passei.

Editado por xmauro

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Muito bacana o teste do HT. À muito anos atrás vi um video comparando em tempo real a utilização de um P4 com e sem o HT e realmente se via a diferença entre eles, parabéns pelo teste...

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