미니 인텔 15세대 CPU부터 하이퍼스레딩이 없어집니다

PatGelsinger
조회 수 2001
2023.08.25. 23:02

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인텔이 하이브리드 코어 아키텍처를 채택하면서 PC 칩 제조 업계의 로드맵이 크게 바뀌었습니다. 이제 점점 더 많은 애플리케이션이 성능과 효율성을 높이기 위해 "보조" 저전력 P 코어를 활용하고 있습니다. 물론 이 접근 방식에는 몇 가지 단점이 있으며, 인텔은 향후 몇 년 내에 이를 개선할 계획입니다. 첫 번째, 가장 급진적인 변화는 하이퍼스레딩을 보다 효율적인 의사 멀티스레드 솔루션으로 대체하는 것입니다: 렌탈 유닛

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PC에서 실행 중인 다양한 애플리케이션은 하이퍼스레딩으로 탄생한 물리적 코어와 논리적 코어를 구분할 수 없습니다. 모두 동등한 것으로 간주합니다. 하드웨어 측면에서 하이퍼스레딩을 활성화하려면 논리적 스레드와 관련된 데이터를 추적하기 위해 각 코어에 몇 가지 추가 레지스터가 필요합니다. 프로그램 카운터는 이러한 레지스터 중 하나입니다.

특정 인스턴스에서 하이퍼스레딩을 사용하는 8코어 CPU의 실행 스레드는 여전히 8개에 불과합니다. 그 이유는 각 코어의 캐시(L1 및 L2)와 실행 장치(ALU)가 한 번에 하나의 스레드에서만 작동할 수 있기 때문입니다. 그렇다면 동시 멀티 스레딩이라고도 하는 하이퍼 스레딩은 CPU에서 어떤 역할을 할까요?

Screenshot-2023-08-14-at-14-59-35-The-Impact-of-Hyper-Threading-on-Processor-Resource-Utilization-in-Production-Applicaiton.png 하이퍼스레딩은 CPU 코어(주로 실행 유닛)가 느려지지 않도록 보장합니다. 위 그림에서 하이퍼스레딩이 있을 때와 없을 때의 코어 사용률을 확인할 수 있습니다. 보시다시피, 기본 스레드가 멈추거나 입력을 기다리는 경우 논리적 스레드 또는 하이퍼 스레드가 이를 대신하여 버블이라고도 하는 낭비되는 CPU 시간을 활용합니다.

하이퍼 스레딩은 종종 두 개의 컨베이어 벨트에서 한 번에 수하물을 수거하는 부두 작업자에 비유됩니다. 한 벨트에 있는 수하물 두 개 사이의 간격을 두 번째 벨트에서 들어오는 수하물로 채우면 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다. 물론 이것이 항상 계획대로 작동하는 것은 아닙니다. 모든 워크로드에 하이퍼스레딩이 적합한 것은 아니며, 이 경우 두 스레드가 리소스를 두고 경쟁을 시작하여 프로세스의 성능이 저하될 수 있습니다.

인텔 특허는 사신, 아니, 렌탈 유닛의 등장을 공식적으로 암시하는 첫 번째 특허입니다. 이 특허는 RU를 "명령 처리 회로"라고 부르며, 이는 출시 시 다른 이름으로 불릴 수 있음을 의미합니다. 아래 그림에서 하이퍼 스레딩과 렌탈 유닛의 차이점과 하이브리드 코어 프로세서에서 특히 유용한 방법을 확인할 수 있습니다.

하이브리드 코어 CPU에서는 더 까다로운 작업은 P코어에 할당되고 나머지는 E코어에 맡겨집니다. 속도가 훨씬 빠르기 때문에 전자는 종종 다른 코어보다 훨씬 일찍 작업을 완료하여 코어가 상당한 기간 동안 유휴 상태(버블)로 남게 됩니다.

렌탈 유닛은 들어오는 명령어의 첫 번째 스레드를 두 개의 파티션으로 분할하여 복잡도에 따라 각각에 두 개의 다른 코어를 할당합니다. 간단한 예로, 더 길고 복잡한 절반은 P 코어에 할당되고 더 간단한 부분은 E 코어로 전송됩니다. 어느 쪽이 더 효율적일지 결정합니다.

두 스레드 모두 두 코어에서 동시에 실행됩니다. 보시다시피 이 접근 방식은 하이퍼스레딩보다 훨씬 더 유연합니다(고마워요, Tom, 당신이 옳았어요). 너무 자세히 설명하지 않더라도 렌탈 유닛은 다양한 타이머와 카운터를 사용하여 각 P 코어와 E 코어의 사용률을 추적하여 유휴 상태이고 가장 적합한 코어에 다음 명령 스레드를 전달합니다.

가장 최적의 결과, 즉 현재 리소스 사용량과 파티션 복잡성을 고려할 때 작업에 가장 적합한 코어를 찾기 위해 여러 경로에 가중치를 부여합니다.

이 구현에는 나름의 어려움이 따릅니다. 예를 들어, 다양한 스레드 버퍼를 추적하려면 상당한 양의 레지스터/캐시가 필요합니다. 하지만 이 방법은 기존의 하이퍼스레딩 설계보다 훨씬 더 깔끔하고 효율적입니다.

		8
								
1등Stellist
									2023.08.25. 23:11									
하이퍼쓰레딩이 처음 등장하던 시절과 달리 이제 물리코어 자체가 많아진 시점이니...
 
없어도 큰 지장이 없다고 판단한 것이려나요?

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나르자
										 Stellist 님께
				
									2023.08.25. 23:19									
물리코어도 많고, 코어를 때려 박다보니 칩자체도 예전보다 커졌는데
거기다 P/E코어 분베 예측 기능까지 때려 박으려면, 면적이...
그러다보니 SMT구조를 버리고, 면적 확보 하는게 아닐까 하는 생각을 해봅니다.

					 3
									
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BarryWhite
										 나르자 님께
				
									2023.08.25. 23:20									
오호 패키지가 줄어들까요?
뭐가 됐든 더 효율적으로 바뀌었으면 좋겠습니다.

					 1
									
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나르자
										 BarryWhite 님께
				
									2023.08.25. 23:23									
뭐.. 줄인다기 보다는, SMT빼고 그 면적에 저 렌탈유닛 집어넣는걸로 퉁 치지 않을지...
어느게 더 면적당 성능적으로 유리할지는 인텔이 내부에서 열라 계산기 뚜드려 보고 낸 결론이겠쥬 뭐..

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2등LTE
									2023.08.25. 23:13									
14세대는 나가리 확정인거같아서 15세대만 바라보고있는데 어떠려나여..

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3등지나가던호갱
									2023.08.25. 23:47									
비슷한 이유로 애플은 아예 m 시리즈 낼 때부터 SMT를 배제한 게 아닌가 추측합니다

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LaPL
									2023.08.26. 00:15									
컴공의 컴퓨터 구조 시간만 해도 SMT는 단일 프로그램의 ILP의 한계 때문에 쓴다고 배우죠. 효과가 있냐 없냐는 어플리케이션의 특성에 따라 많이 갈립니다. 
 
일례로... AVX, NEON같은 SIMD연산을 사용하는 코드를 멀티 쓰레드로 동작시킨다고 할 때, 물리 코어의 수 만큼만 작업을 할당하는 것에 비해서 논리코어까지 작업을 할당하면 성능이 떨어지는 경우가 있는데, 이미 SIMD연산이 ALU의 한계까지 H/W 자원을 사용하는 상황에서는 어차피 파이프라인이 꽉 차게 되니 SMT의 효용성이 거의 없죠. 

					 2
									
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Windows98
									2023.08.26. 11:47									
14세대 코어증가 행복회로 태우다가 자멸했던 기억이 있는데
15세대는 HT 없애는 대신 P코어라도 좀 낭낭하게 더 늘려줬으면

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