Bagaimana Intel Thread Director Menikahi Alder Lake Dengan Windows 11

Hubungan antara prosesor dan sistem operasi sangatlah penting. Jika OS tidak dapat mengelola tugas yang ditetapkan sebelumnya dengan benar, tidak masalah seberapa cepat CPU berjalan.

Pada acara pers dan analis swasta yang dikenal sebagai Hari Arsitektur, Intel meluncurkan fitur tingkat perangkat keras yang akan memberikan keunggulan dibandingkan para pesaingnya dan sepenuhnya memanfaatkan keunggulan teknologi. Arsitektur hibrida Danau Alder. Ini disebut Thread Director, sebuah cara untuk menciptakan koneksi yang belum pernah ada sebelumnya antara prosesor dan sistem operasi — atau dalam hal ini, Alder Lake dan jendela 11.

Thread Director bukanlah yang pertama dari jenisnya, begitu pula Danau Alder model komputasi hibrida. Namun dengan menambahkan jendela 11 Selain itu, Intel menjanjikan peningkatan kinerja dan efisiensi di hampir semua beban kerja. Hal ini merupakan hal baru di sebagian besar pasar desktop dan laptop, dan ini akan menjadi fokus besar bagi Intel di masa mendatang, jadi mari kita percepat.

Perlunya penjadwalan

Saat Anda menggunakan komputer, Anda tidak perlu memikirkan ribuan tugas yang ditanganinya. Itu karena OS melakukannya untuk Anda. Bahkan hanya dengan menulis posting ini dengan beberapa tab tambahan terbuka, PC saya menjalankan sekitar 3.500 thread pada saat yang sama, tidak ada satupun yang perlu saya pantau atau pikirkan.

OS melakukannya untuk saya melalui penjadwal. Penjadwal menugaskan sumber daya ke tugas (seperti thread ke inti), dan hingga saat ini, penjadwal bergantung pada hal-hal tertentu informasi statis — seperti apakah tugas berada di latar depan atau latar belakang — dan tebakan untuk menetapkan tugas di sebelah kanan inti. Teknologi Thread Director baru dari Intel mengubah hal tersebut.

Rajshree Chabukswar adalah arsitek klien Intel yang membantu merancang Thread Director, dan saya berkesempatan untuk berbicara lebih banyak dengannya tentang cara kerja teknologi dan mengapa hal itu diperlukan. Teknologi “khusus dan unik” ini, seperti yang dikatakan Chabukswar, adalah kunci untuk membuka kinerja antara prosesor dan OS, dan bergantung pada arsitektur CPU hybrid.

“Pikirkan tentang apa yang sedang berjalan di perusahaan kami laptop, kata Chabukswar. “Ada banyak aktivitas latar belakang yang terjadi, tugas berbeda dengan ekspektasi kinerja berbeda. Tidak masuk akal untuk menggunakan pendekatan cookiecutter.”

Pendekatan cookie-cutter akan sama dengan inti yang menjalankan tugas dengan cara apa pun yang diputuskan oleh OS, tetapi Alder Lake berbeda. Arsitektur hybridnya menggabungkan inti berkinerja tinggi dan efisiensi tinggi, mirip dengan kebanyakan prosesor ARM di perangkat seluler. Dan Thread Director memberikan visibilitas OS mengenai core mana yang lebih baik untuk tugas tertentu.

“Perangkat keras Thread Director kami melihat berbagai kombinasi berbagai unit pemantauan kinerja, lalu memberikan satu nomor atau petunjuk untuk pengoperasiannya sistem." OS kemudian mengambil petunjuk itu dan menerapkan keputusannya sendiri di atas, yang pada akhirnya memutuskan apakah suatu tugas harus diarahkan ke inti kinerja atau efisiensi. satu.

Meskipun Alder Lake bukanlah CPU hybrid pertama, dan Thread Director bukanlah alat penjadwalan perangkat keras pertama, kombinasi keduanya merupakan sesuatu yang unik, menurut Intel. Chabukswar menyimpulkannya dengan baik: “Direktur Thread dapat mendeteksi [inefisiensi] dan berkata 'hei, menurut saya ini tidak berhasil. pekerjaan yang berguna, jadi saya tidak akan memprioritaskannya untuk pekerjaan inti yang paling berkinerja karena saya mempunyai beberapa pekerjaan lain yang sedang dikerjakan itu."

Thread Director hanyalah salah satu bagian dari teka-teki. Untuk sepenuhnya memanfaatkan penjadwalan perangkat keras, penjadwalan tersebut perlu diintegrasikan dengan penjadwal bawaan OS. Dan untuk Windows 11, itulah yang dilakukan Microsoft dan Intel.

Front terpadu dengan Windows 11

Sekitar dua tahun yang lalu, Intel dan Microsoft memutuskan untuk memperluas kemitraan erat mereka selama bertahun-tahun agar Alder Lake dan Windows 11 beroperasi sebagai satu unit. “Tujuannya jelas: Bagaimana kita mendapatkan performa terbaik dari Alder Lake?”

Tidak sulit membayangkan Microsoft memiliki tujuan serupa untuk Windows 11. Meskipun mereka bekerja sama dengan penyedia CPU lain seperti AMD dan Qualcomm, Intel tidak diragukan lagi merupakan mitra terpenting yang dimiliki Microsoft. Jika Intel sepenuhnya mendukung model komputasi hybrid, mendorong dan mendukung fitur seperti Thread Director adalah hal yang mudah.

Insinyur perangkat lunak utama di Microsoft, Chris Kleynhans, menggambarkan hubungan tersebut sebagai berikut:

“Pada awal pengembangan Windows 11, Intel mendekati kami dengan proposal antarmuka yang memungkinkan CPU memandu sistem operasi. penjadwal dengan memberikan informasi tentang seberapa besar manfaat beban kerja tertentu jika dijadwalkan ke inti kinerja, bukan efisiensi inti."

Menurutnya, proposal tersebut mengawali kolaborasi mendalam selama fase awal pengembangan Windows 11, dengan menggabungkan umpan balik Thread Director langsung ke dalam penjadwal thread. Meskipun Microsoft mengatakan perubahannya jendela 11 akan membantu CPU hybrid secara umum (termasuk prosesor dari rival Intel), jelas implementasi Intel adalah sesuatu yang istimewa. Taruhannya besar bagi Intel, dan Intel memerlukan solusi perangkat keras yang terintegrasi dengan Alder Lake jika mereka ingin memanfaatkan sepenuhnya kemampuan komputasi hibrid.

Untungnya, prosesor sudah memiliki informasi tentang jenis instruksi yang diperlukan untuk setiap tugas, dan dengan menawarkan Windows 11 visibilitas ke dalamnya, Intel mampu memberikan informasi penjadwal bawaan tentang instruksi mana yang paling banyak penting.

“Perangkat keras secara alami menyediakan informasi tersebut,” jelas Chabukswar dari Intel. “Itu ada di unit pemantauan kinerja kami, jadi masuk akal untuk merangkumnya di perangkat keras dan memberikan petunjuk itu ke sistem operasi.”

Menurut Chabukswar, pecahannya jatuh sebagaimana mestinya. Hibrid cocok untuk kebutuhan daya dan kinerja yang semakin meningkat, dan petunjuk penjadwalan tingkat perangkat keras masuk akal bagi OS untuk memanfaatkan sepenuhnya setiap inti. Prosesor ARM terbaru sudah melakukan hal serupa di berbagai platform, sehingga masuk akal juga untuk skenario desktop dan laptop tradisional.

Itu adalah “transisi alami” ketika Intel mulai berbicara tentang Alder Lake dan arsitektur hybridnya. Setelah menghadirkan Alder Lake, tampaknya Microsoft tidak ragu dengan Thread Director dan manfaatnya bagi Windows 11 mendatang. “Microsoft memahami proposisi nilai dan segera menerapkannya.”

Windows 11 adalah fokus dari Thread Director, dan selama pembicaraan saya dengan Chabukswar, terlihat jelas bahwa OS dan Thread Director perlu bekerja sama untuk pengoptimalan penuh. Namun, Windows 10 juga akan mendapat manfaat dari Thread Director, dan sistem operasi lain juga akan merasakan manfaatnya.

“Pada revisi mendatang, kami akan menambah lebih banyak kemampuan,” kata Chabukswar kepada saya.

Mengoptimalkan daya dan kinerja

ARM memelopori hal besar. Desain arsitektur hybrid LITTLE dan prosesor ARM juga memanfaatkan penjadwal OS untuk meningkatkan kinerja. Namun, sepertinya implementasi saat ini bekerja sedikit berbeda dari Thread Director. Dalam kasus ARM, OS mengetahui kekuatan komputasi setiap inti dan menugaskannya untuk bekerja berdasarkan beberapa ambang batas yang dapat diatur.

Direktur Thread membuat keputusan berdasarkan instruksi yang diperlukan tugas saat ini dalam konteks semua tugas yang berjalan. Tugas dengan A.I. set instruksi, misalnya, memerlukan inti berkinerja tinggi. Mengingat rangkaian instruksi yang sama di seluruh tugas, Thread Director tidak melakukan apa pun secara efektif, karena tidak ada perbedaan dalam tugas yang dijalankan.

Tujuan Thread Director adalah membuat fitur penjadwalan dinamis yang dapat beradaptasi dengan beban kerja pada tingkat nanodetik. “Pendekatan kami di sini adalah 'bagaimana kita menjadikannya non-statis?' Ini benar-benar dinamis dalam pikiran saya.”

Di masa lalu, pengoptimalan penjadwalan dinamis sebagian besar berfokus pada efisiensi, dan hal ini masuk akal. ARM, yang mendorong ide ini, terutama merancang chip untuk perangkat yang memerlukan masa pakai baterai yang lama dan efisiensi tinggi. Alder Lake, di sisi lain, adalah arsitektur terukur yang ingin digunakan oleh Intel desktop berkinerja tinggi hingga solusi seluler tertanam yang sangat efisien.

“Tujuan dari Alder Lake bukan hanya efisiensi energi. Jika Anda melihat implementasi hybrid pada umumnya yang ada di ekosistem saat ini, mereka mengklaim apa yang terbaik dalam hal daya namun mengorbankan performa. Kami tidak ingin berkorban.”

Meskipun Thread Director membantu meningkatkan kinerja, ini juga dapat membantu meningkatkan efisiensi. Itu tergantung pada Thread Director, serta antarmuka pemrograman aplikasi (API) kualitas layanan (QoS) yang dimiliki Microsoft selama beberapa tahun. API ini memungkinkan pengembang untuk menetapkan kebijakan pembatasan pada proses, yang pada dasarnya memungkinkan tugas-tugas yang tidak penting mengonsumsi lebih sedikit daya.

Dengan API, Thread Director mampu memberikan instruksi yang lebih baik ke OS. Chabukswar memberikan dua contoh dimana hal ini berguna. Anda dapat membuka banyak tab di browser web, misalnya, dan salah satu tab tersebut memutar animasi yang tidak penting. Itu tidak ada di layar, jadi tidak memerlukan prioritas saat menjadwalkan tugas.

Demikian pula, animasi latar belakang dalam game, mungkin statis dan tidak memengaruhi kinerja, bukanlah tugas dengan prioritas tinggi. Pengembang sudah dapat menyesuaikan tugas-tugas ini agar mengonsumsi lebih sedikit daya, dan kini, mereka dapat melakukannya di seluruh arsitektur hybrid. “Pengembang sekarang dapat memberi tahu sistem operasi 'Saya tahu thread ini melakukan hal ini, tetapi jangan memprioritaskannya ke thread yang berkinerja baik.'”

Microsoft Edge di Windows 11 sudah menjalankan API ini, dan Microsoft mengatakan bahwa mereka sedang dalam proses mengoptimalkan lebih banyak perangkat lunak. “Kami dapat meningkatkan keputusan yang diberikan oleh Thread Director menggunakan QoS API ini,” kata Chabukswar.

Pergeseran paradigma?

Alder Lake merupakan hal yang menarik bagi Intel — dan hal ini memang seharusnya terjadi, karena beberapa generasi terakhir mengalami penurunan dibandingkan dengan kompetitor. Dengan itu, Intel menjanjikan terobosan arsitektur x86, dan dengan memanfaatkan penjadwalan yang dipandu perangkat keras dan desain CPU hybrid, hal itu bisa terwujud.

Namun, berbeda tidak selalu berarti lebih baik. Memang benar bahwa Alder Lake merupakan perubahan besar bagi Intel, terutama dibandingkan generasi terkini yang merupakan turunan dari generasi sebelumnya. Apakah perubahan ini akan membuat perbedaan ketika Danau Alder akhirnya diluncurkan, kita hanya perlu menunggu dan melihat.

Rekomendasi Editor

• Windows 11 akan membuat periferal RGB lebih mudah digunakan
• Kode sumber BIOS Intel Alder Lake bocor — apakah Anda perlu khawatir?
• Intel Alder Lake-HX hanya menunjukkan peningkatan kinerja yang kecil
• Intel Alder Lake-HX menghadirkan kinerja kelas atas ke laptop
• Cacat Spectre muncul kembali — dan Intel Alder Lake tidak aman