La relación entre procesador y sistema operativo es crucial. Si un sistema operativo no puede gestionar adecuadamente las tareas que se le asignan, no importa qué tan rápido funcione la CPU.
Contenido
- La necesidad de programar
- Un frente unificado con Windows 11
- Optimización de potencia y rendimiento
- ¿Un cambio de paradigma?
En un evento privado de prensa y analistas conocido como Día de la Arquitectura, Intel dio a conocer la característica a nivel de hardware que le daría una ventaja sobre sus rivales y aprovecharía plenamente las ventajas de La arquitectura híbrida de Alder Lake. Se llama Thread Director, una forma de crear una conexión sin precedentes entre el procesador y el sistema operativo (o en este caso, Alder Lake y ventanas 11.
Thread Director no es el primero de su tipo, ni tampoco lo es el Lago de aliso modelo de computación híbrida. Sin embargo, al agregar ventanas 11 Además, Intel promete un rendimiento y una eficiencia mejorados en casi todas las cargas de trabajo. Esto es nuevo para gran parte del mercado de computadoras de escritorio y portátiles, y será un gran foco para Intel en el futuro, así que pongámonos al día.
Relacionado
- Windows 11 lleva meses causando problemas con las gráficas Intel y nadie dijo una palabra
- Intel Raptor Lake destruye Alder Lake en una de las primeras pruebas
- Fuga revela los nuevos chips Alder Lake-HX de Intel con 16 núcleos
La necesidad de programar
Cuando usa su computadora, nunca tiene que pensar en las miles de tareas diferentes que realiza. Eso es porque el sistema operativo lo hace por usted. Incluso al escribir esta publicación con algunas pestañas adicionales abiertas, mi PC ejecuta alrededor de 3500 subprocesos al mismo tiempo, ninguno de los cuales necesito monitorear o pensar.
El sistema operativo lo hace por mí a través de un programador. Un programador asigna recursos a tareas (como un hilo a un núcleo) y, hasta este punto, se ha basado en ciertas información estática, como si la tarea está en primer plano o en segundo plano, y conjeturas para asignar tareas a la derecha centro. La nueva tecnología Thread Director de Intel cambia eso.
Rajshree Chabukswar es un arquitecto de clientes de Intel que ayudó a diseñar Thread Director y tuve la oportunidad de hablar un poco más con ella sobre cómo funciona la tecnología y por qué es necesaria. Esta tecnología “especial y única”, como dijo Chabukswar, es la clave para desbloquear el rendimiento entre un procesador y un sistema operativo, y depende de una arquitectura de CPU híbrida.
“Piense en lo que se está ejecutando en nuestro portátiles”, dijo Chabukswar. “Hay mucha actividad en segundo plano, diferentes tareas con diferentes expectativas de desempeño. No tiene sentido adoptar un enfoque uniforme”.
Un enfoque sencillo sería que los mismos núcleos ejecuten tareas de cualquier forma que decida el sistema operativo, pero Alder Lake es diferente. Su arquitectura híbrida combina núcleos de alto rendimiento y alta eficiencia, similar a muchos procesadores ARM en dispositivos móviles. Y Thread Director le da al sistema operativo visibilidad sobre cuáles de esos núcleos son mejores para una tarea determinada.
“Nuestro hardware Thread Director analiza varias combinaciones de varias unidades de monitoreo de rendimiento y luego proporciona un número o pista para el sistema operativo. sistema." Luego, el sistema operativo toma esa pista y aplica su propia decisión, decidiendo en última instancia si una tarea debe dirigirse a un núcleo de rendimiento o a un núcleo de eficiencia. uno.
"El objetivo era claro: ¿Cómo conseguimos el mejor rendimiento de Alder Lake?"
Aunque Alder Lake no es la primera CPU híbrida y Thread Director no es la primera herramienta de programación de hardware, la combinación de ambas es algo único, según Intel. Chabukswar lo resumió muy bien: "El director de subprocesos puede detectar [ineficiencias] y decir 'oye, veo que esto no está funcionando'". trabajo útil, por lo que no voy a priorizarlo para el núcleo de mayor rendimiento porque tengo otro trabajo en fila para eso."
Sin embargo, Thread Director es sólo una pieza del rompecabezas. Para utilizar completamente la programación de hardware, es necesario integrarla con el programador integrado del sistema operativo. Y para Windows 11, eso es exactamente lo que están haciendo Microsoft e Intel.
Un frente unificado con Windows 11
Hace unos dos años, Intel y Microsoft decidieron ampliar sus “muchos, muchos, muchos” años de estrecha asociación para que Alder Lake y Windows 11 funcionen como una sola unidad. "El objetivo era claro: ¿Cómo conseguimos el mejor rendimiento de Alder Lake?"
No es difícil imaginar que Microsoft tenga un objetivo similar para Windows 11. Aunque trabajan con otros proveedores de CPU como AMD y Qualcomm, Intel es sin duda el socio más importante que tiene Microsoft. Si Intel apostara por el modelo de computación híbrida, fomentar y respaldar funciones como Thread Director sería una obviedad.
El ingeniero de software principal de Microsoft, Chris Kleynhans, describió la relación de esta manera:
“Al principio del desarrollo de Windows 11, Intel se acercó a nosotros con una propuesta para una interfaz que permitiría a la CPU guiar el sistema operativo. programador al proporcionar información sobre cuánto se beneficiaría una carga de trabajo específica si se programara en un núcleo de rendimiento en lugar de en un núcleo de eficiencia. centro."
Según él, la propuesta inició una colaboración profunda durante las primeras fases del desarrollo de Windows 11, incorporando los comentarios del Thread Director directamente en el programador de subprocesos. Aunque Microsoft dice que sus cambios a
Afortunadamente, los procesadores ya tienen información sobre qué tipo de instrucciones requiere cada tarea y, al ofrecer Windows 11 visibilidad de eso, Intel puede proporcionar al programador incorporado información sobre qué instrucciones son más importante.
"El hardware naturalmente tiene esa información disponible", explicó Chabukswar de Intel. "Está en nuestra unidad de monitoreo de rendimiento, por lo que tenía sentido encapsularlo en hardware y proporcionar esa pista al sistema operativo".
Según Chabukswar, las piezas cayeron como debían. Lo híbrido tenía sentido para las crecientes demandas de potencia y rendimiento, y las sugerencias de programación a nivel de hardware tenían sentido para que un sistema operativo aprovechara al máximo cada uno de los núcleos. Los procesadores ARM recientes ya hacen algo similar en varias plataformas, por lo que también tiene sentido para escenarios tradicionales de computadoras de escritorio y portátiles.
Fue una “transición natural” cuando Intel empezó a hablar de Alder Lake y su arquitectura híbrida. Tras presentar Alder Lake, parece que Microsoft no tuvo reparos en Thread Director y en cómo podría beneficiar al próximo Windows 11. "Microsoft entendió la propuesta de valor e inmediatamente se involucró en ella".
Windows 11 es el foco de Thread Director y durante mi charla con Chabukswar, quedó claro que el sistema operativo y Thread Director deben trabajar juntos para una optimización completa. Sin embargo, Windows 10 también debería beneficiarse de Thread Director y, en el futuro, otros sistemas operativos también se beneficiarán.
"En futuras revisiones, agregaremos más capacidades", me dijo Chabukswar.
Optimización de potencia y rendimiento
ARM fue pionero en lo grande. El diseño de arquitectura híbrida de LITTLE y los procesadores ARM también aprovechan el programador del sistema operativo para mejorar el rendimiento. Sin embargo, parece que la implementación actual funciona de manera un poco diferente a Thread Director. En el caso de ARM, el SO conoce la potencia computacional de cada núcleo y les asigna trabajo basado en múltiples umbrales ajustables.
Thread Director toma decisiones basadas en las instrucciones que requiere la tarea actual en el contexto de todas las tareas en ejecución. Una tarea con una A.I. Un conjunto de instrucciones, por ejemplo, necesitaría un núcleo de alto rendimiento. Dado el mismo conjunto de instrucciones en todas las tareas, Thread Director efectivamente no hace nada, ya que no hay diferencia en las tareas que se ejecutan.
“Si nos fijamos en la implementación híbrida típica que hay en el ecosistema en este momento, hacen afirmaciones sobre cuál será mejor en términos de potencia a costa del rendimiento. No queríamos sacrificarnos”.
El objetivo de Thread Director era crear una función de programación dinámica que pudiera adaptarse a cargas de trabajo en el nivel de nanosegundos. "Nuestro enfoque aquí fue '¿cómo podemos hacerlo no estático?' En mi opinión, es verdaderamente dinámico".
En el pasado, la optimización de la programación dinámica se centraba principalmente en la eficiencia, lo cual tiene sentido. ARM, que ha impulsado esta idea, está diseñando principalmente chips para dispositivos que requieren una batería de larga duración y alta eficiencia. Alder Lake, por otro lado, es una arquitectura escalable que Intel pretende utilizar a partir de escritorios de alto rendimiento hasta soluciones móviles integradas altamente eficientes.
“El objetivo de Alder Lake no era sólo la eficiencia energética. Si nos fijamos en la implementación híbrida típica que hay en el ecosistema en este momento, hacen afirmaciones sobre cuál será mejor en términos de potencia a costa del rendimiento. No queríamos sacrificarnos”.
Aunque Thread Director ayuda a mejorar el rendimiento, también puede ayudar a aumentar la eficiencia. Eso se reduce a Thread Director, así como a una interfaz de programación de aplicaciones (API) de calidad de servicio (QoS) que Microsoft ha tenido durante algunos años. Esta API permite a los desarrolladores establecer políticas de limitación de procesos, lo que esencialmente permite que las tareas sin importancia consuman menos energía.
Con la API, Thread Director puede brindar mejores instrucciones al sistema operativo. Chabukswar proporcionó dos ejemplos en los que esto resulta útil. Podría tener varias pestañas abiertas en un navegador web, por ejemplo, y una de esas pestañas tiene una animación reproduciéndose que no es importante. No está en la pantalla, por lo que no necesita prioridad al programar tareas.
De manera similar, una animación de fondo en un juego, tal vez una que sea estática y no afecte el rendimiento, no es una tarea de alta prioridad. Los desarrolladores ya pueden ajustar estas tareas para consumir menos energía y ahora pueden hacerlo a través de una arquitectura híbrida. "Los desarrolladores ahora pueden decirle al sistema operativo 'Sé que este hilo está haciendo esto, pero no le den prioridad a ningún hilo de alto rendimiento'".
Microsoft Edge en Windows 11 ya tiene esta API funcionando y Microsoft dice que está en el proceso de optimizar aún más software. "Podemos mejorar las decisiones proporcionadas por Thread Director utilizando esta API QoS", dijo Chabukswar.
¿Un cambio de paradigma?
Alder Lake es emocionante para Intel, y debe serlo, ya que las últimas generaciones van a la baja en comparación con la competencia. Con él, Intel prometió una arquitectura x86 innovadora y, al aprovechar la programación guiada por hardware y un diseño de CPU híbrido, muy bien podría serlo.
Sin embargo, diferente no siempre significa mejor. Es cierto que Alder Lake es un cambio importante para Intel, especialmente en comparación con las generaciones recientes que derivan de las anteriores. En cuanto a si ese cambio marcará la diferencia cuando finalmente se lance Alder Lake, tendremos que esperar y ver.
Recomendaciones de los editores
- Windows 11 está a punto de hacer que los periféricos RGB sean mucho más fáciles de usar
- Se filtró el código fuente del BIOS Intel Alder Lake, ¿debería preocuparse?
- Intel Alder Lake-HX muestra solo ganancias de rendimiento marginales
- Intel Alder Lake-HX brinda rendimiento de alta gama a las computadoras portátiles
- La falla de Spectre ha vuelto y Intel Alder Lake no es seguro
