Perte de performances avec l'hyperthreading - Pourquoi?

[zarathoustra]

Imaginons qu’on a une tache couteuse en temps à effectuer, une solution est de parallélisé la tache, par exemple, en la coupant en 2 et en l’exécutant en parallèle sur 2 cœur. En faisant ca, on comprend bien que dans le meilleur des cas notre tache sera effectuée en 2 fois moins de temps.

Qu’est ce que l’hyperthreading ?

C’est l’idée de créer des cœurs virtuels et de faire en sorte que les taches affecté à ces cœurs virtuelles soient exécuté par des cœurs réels. Par exemple, 8 cœurs virtuels, pour 4 cœurs physiques, et chaque cœur physique exécutent les taches de 2 cœurs virtuels.

Pourquoi créer des cœurs virtuels ?

Eh bien, parce que permet d’améliorer le rendement des cœurs réels. En ayant 2 cœurs virtuels, chaque cœur réel à plus de chance de toujours trouver quelque chose à faire, dans une situation ou la tache sur l’un des cœurs virtuels serait en attente de quelque chose par exemple.

Pourquoi peut-on perdre en performance avec l’hyperthreading dans certains cas ?

Prenons le cas d’un processeur sans hyperthreading :

Chacune des 2 taches est exécutée en parallèle et on peut espérer que le tout prenne 2 fois moins de temps.

Maintenant prenons un processeur avec hyperthreading comme l’I7 :


Dans le cas illustré ci-dessus, on voit que les 2 taches sont exécuté sur 2 cœurs virtuels qui sont sur 2 cœurs réels différent, nous sommes donc dans un cas similaire au processeur sans hyperthreading, et on peut espérer que les tout sera effectué en 2 fois moins de temps.

Maintenant, imaginons un autre cas. Nos 2 taches peuvent être effectué sur n’importe quelle cœur virtuels puisque le système d’exploitation n’as pas conscience que les cœurs soient réels ou virtuelles, ils voient juste 8 cœurs, et peut mettre nos taches sur n’importe lequel d’entre eux. On peut donc très bien se retrouver dans cette situation :

Dans ce cas, on voit que nos 2 taches sont effectué sur 2 cœurs virtuelles différent, mais c’est 2 cœurs virtuels sont sur le même cœur physique. On est donc dans une situation ou la totalité de la tache 1 est effectué sur un même cœur réel et ou les choses ne sont donc pas vraiment parallélisé. On n’a donc aucune chance que cela prenne 2 fois moins de temps.
C’est ce cas de figure qui fait qu’on peut constater une perte de performance entre processeur 4 cœurs sans hyperthreading et un avec hyperthreading.

C’est donc sans issue ? Nous sommes condamnés à de moindre performance avec ces processeurs ?

Non. Il faut que les programmeurs ne découpent pas la tache en 2 parties, mais en N parties (N étant le nombre de cœurs virtuels). De cette façon, chaque cœur réel est sollicité à 200% et on obtient 100% de chaque. Dans notre cas précis, il faudrait découper la tache en 8 parties, et on aurait des chances effectives que le tout prenne 4 fois moins de temps. Et là tout se passerais bien.

Pourquoi les programmes ne sont pas déjà écrits comme ca ?

Parce que paralléliser n’est pas simple. Changer la manière dont le programme est déjà parallélisé non plus. C’est compliqué et couteux, on s’expose à de nouvelles catégories de bugs rien qu’en parallélisant, et de nombreuses problématiques peuvent apparaitre.

[STEF]

.... et pourtant

i7 920 avec HT (4 Cores + 4 Virtuels) > Bi Xeon 5430 (2x 4 Cores)

++

SteF

[zarathoustra]

Envoyé par STEF

i7 920 avec HT (4 Cores + 4 Virtuels) > Bi Xeon 5430 (2x 4 Cores)

Surement, mais c'est pas la meme architecture non plus.

[ClaudeO]

Une tache, c'est une salissure, mais une tâche, c'est un travail !

Je pose des accents circonflexes, tu pourras les mettre sur ton clavier ...^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

[cslevine]

-1