Intel Thread Director가 Alder Lake와 Windows 11을 결합한 방법

프로세서와 운영 체제 간의 관계는 매우 중요합니다. OS가 이전에 설정된 작업을 제대로 관리할 수 없다면 CPU 실행 속도는 중요하지 않습니다.

Intel은 Architecture Day로 알려진 개인 언론 및 분석가 이벤트에서 경쟁사보다 우위를 점하고 아키텍처의 장점을 최대한 활용할 수 있는 하드웨어 수준 기능을 공개했습니다. Alder Lake의 하이브리드 아키텍처. 프로세서와 운영 체제 사이에 전례 없는 연결을 생성하는 방법인 스레드 디렉터(Thread Director)라고 합니다. 이 경우에는 Alder Lake와 윈도우 11.

Thread Director는 이런 종류의 최초는 아니며, 앨더 호수 하이브리드 컴퓨팅 모델. 그러나 추가함으로써 윈도우 11 이를 통해 인텔은 거의 모든 워크로드에서 향상된 성능과 효율성을 약속합니다. 이는 대부분의 데스크탑 및 노트북 시장에 새로운 기능이며 Intel이 앞으로 나아가는 데 큰 초점이 될 것이므로 빠르게 살펴보겠습니다.

일정의 필요성

컴퓨터를 사용할 때 컴퓨터가 처리하는 수천 가지의 다양한 작업에 대해 생각할 필요가 없습니다. OS가 대신해 주기 때문입니다. 추가 탭을 열어두고 이 글을 작성하는 것만으로도 내 PC에서는 약 3,500개의 스레드가 동시에 실행되고 있는데, 그 중 어느 것도 모니터링하거나 생각할 필요가 없습니다.

OS는 스케줄러를 통해 이를 수행합니다. 스케줄러는 작업(예: 코어에 대한 스레드)에 리소스를 할당하며 지금까지 특정 리소스에 의존해 왔습니다. 작업이 전경에 있는지 배경에 있는지와 같은 정적 정보와 작업을 오른쪽에 할당하기 위한 추측 핵심. Intel의 새로운 Thread Director 기술은 이러한 상황을 변화시킵니다.

Rajshree Chabukswar는 Thread Director 설계에 도움을 준 Intel 클라이언트 설계자입니다. 저는 그녀와 기술이 어떻게 작동하고 왜 필요한지에 대해 좀 더 이야기할 기회를 가졌습니다. Chabukswar가 말했듯이 이 "특별하고 고유한" 기술은 프로세서와 OS 간의 성능을 잠금 해제하는 핵심이며 하이브리드 CPU 아키텍처에 달려 있습니다.

“우리 회사에서 무슨 일이 벌어지고 있는지 생각해 보세요. 노트북"라고 Chabukswar가 말했습니다. “다양한 성능 기대치를 가진 다양한 작업, 다양한 백그라운드 활동이 발생합니다. 틀에 박힌 접근 방식을 취하는 것은 의미가 없습니다.”

쿠키 커터 접근 방식은 OS가 결정하는 방식에 관계없이 작업을 실행하는 동일한 코어이지만 Alder Lake는 다릅니다. 하이브리드 아키텍처는 모바일 장치의 많은 ARM 프로세서와 유사하게 고성능 및 고효율 코어를 결합합니다. 그리고 Thread Director는 특정 작업에 어떤 코어가 더 나은지에 대한 OS 가시성을 제공합니다.

“우리의 Thread Director 하드웨어는 다양한 성능 모니터링 장치의 다양한 조합을 살펴본 다음 작동에 하나의 숫자나 힌트를 제공합니다. 체계." 그런 다음 OS는 그 힌트를 취하고 자체 결정을 적용하여 궁극적으로 작업이 성능 코어로 가야 할지 효율성 코어로 가야 할지 결정합니다. 하나.

Intel에 따르면 Alder Lake가 최초의 하이브리드 CPU는 아니며 Thread Director가 최초의 하드웨어 스케줄링 도구는 아니지만 이들의 조합은 독특하다고 합니다. Chabukswar는 이를 다음과 같이 훌륭하게 요약했습니다. “스레드 디렉터는 [비효율성]을 감지하고 '이봐, 이게 안 되는구나'라고 말할 수 있습니다. 유용한 작업이므로 가장 성능이 좋은 코어에 우선순위를 두지는 않을 것입니다. 왜냐하면 다른 작업이 준비되어 있기 때문입니다. 저것."

그러나 Thread Director는 퍼즐의 한 조각일 뿐입니다. 하드웨어 스케줄링을 최대한 활용하려면 OS에 내장된 스케줄러와 통합해야 합니다. 그리고 Windows 11의 경우 이것이 바로 Microsoft와 Intel이 하고 있는 일입니다.

Windows 11로 통합된 전면

약 2년 전, Intel과 Microsoft는 Alder Lake와 Windows 11이 단일 장치로 작동하도록 하기 위해 "수많은" 수년간의 긴밀한 파트너십을 확장하기로 결정했습니다. "목표는 분명했습니다. Alder Lake에서 최고의 성능을 얻으려면 어떻게 해야 할까요?"

Microsoft가 Windows 11에 대해 비슷한 목표를 가지고 있다고 상상하는 것은 어렵지 않습니다. Intel은 AMD 및 Qualcomm과 같은 다른 CPU 공급업체와 협력하고 있지만 의심할 여지 없이 Microsoft가 보유한 가장 중요한 파트너입니다. Intel이 하이브리드 컴퓨팅 모델에 올인했다면 Thread Director와 같은 기능을 장려하고 지원하는 것은 당연할 것입니다.

Microsoft의 수석 소프트웨어 엔지니어인 Chris Kleynhans는 이 관계를 다음과 같이 설명했습니다.

“Windows 11 개발 초기에 Intel은 CPU가 운영 체제를 안내할 수 있는 인터페이스에 대한 제안으로 우리에게 접근했습니다. 효율성 대신 성능 코어에 예약하면 특정 워크로드가 얼마나 많은 이점을 얻을 수 있는지에 대한 정보를 제공하는 스케줄러 핵심."

그에 따르면, 이 제안은 Windows 11 개발 초기 단계에서 Thread Director 피드백을 스레드 스케줄러에 바로 통합하는 심도 있는 협업을 시작했습니다. Microsoft가 변경 사항을 발표했지만 윈도우 11 일반적으로 하이브리드 CPU(인텔 경쟁사의 프로세서 포함)에 도움이 될 것이지만, 인텔의 구현이 뭔가 특별한 것이 분명합니다. Intel에게는 위험이 컸으며, 하이브리드 컴퓨팅이 할 수 있는 기능을 최대한 활용하려면 Alder Lake에 내장된 하드웨어 솔루션이 필요했습니다.

다행히도 프로세서는 이미 각 작업에 어떤 종류의 지침이 필요한지에 대한 정보를 갖고 있으며 Windows를 제공함으로써 11 이에 대한 가시성을 확보하기 위해 Intel은 어떤 명령이 가장 많이 사용되는지에 대한 내장 스케줄러 정보를 제공할 수 있습니다. 중요한.

Intel의 Chabukswar는 “하드웨어에는 당연히 그러한 정보가 제공됩니다.”라고 설명했습니다. "성능 모니터링 장치에 있으므로 이를 하드웨어에 캡슐화하고 운영 체제에 힌트를 제공하는 것이 합리적이었습니다."

Chabukswar에 따르면 조각은 예상대로 떨어졌습니다. 증가하는 전력 및 성능 요구에 하이브리드가 적합했으며, OS가 각 코어를 최대한 활용하는 데 하드웨어 수준 스케줄링 힌트가 적합했습니다. 최신 ARM 프로세서는 이미 다양한 플랫폼에서 유사한 기능을 수행하므로 기존 데스크톱 및 노트북 시나리오에도 적합합니다.

Intel이 Alder Lake와 하이브리드 아키텍처에 대해 이야기하기 시작하면서 이는 "자연스러운 전환"이었습니다. Alder Lake를 발표한 후 Microsoft는 Thread Director와 이것이 곧 출시될 Windows 11에 어떻게 도움이 될 수 있는지에 대해 아무런 불만이 없는 것 같습니다. “Microsoft는 가치 제안을 이해했고 즉시 그 제안을 받아들였습니다.”

Windows 11은 Thread Director의 초점이며, Chabukswar와 대화하는 동안 OS와 Thread Director가 완전한 최적화를 위해 함께 작동해야 한다는 것이 분명해졌습니다. 그러나 Windows 10도 Thread Director의 이점을 누릴 수 있으며, 다른 운영 체제에서도 이점을 얻을 수 있습니다.

Chabukswar는 “향후 개정판에서는 더 많은 기능을 추가할 것입니다.”라고 말했습니다.

전력 및 성능 최적화

ARM은 큰 것을 개척했습니다. LITTLE 하이브리드 아키텍처 설계 및 ARM 프로세서도 OS 스케줄러를 활용하여 성능을 향상시킵니다. 그러나 현재 구현은 Thread Director와 약간 다르게 작동하는 것 같습니다. ARM의 경우 OS는 각 코어의 연산 능력을 알고 이에 작업을 할당합니다. 여러 조정 가능한 임계값 기반.

Thread Director는 실행 중인 모든 작업의 ​​맥락에서 현재 작업에 필요한 지침을 기반으로 결정을 내립니다. AI를 이용한 작업 예를 들어 명령어 세트에는 고성능 코어가 필요합니다. 여러 작업에 걸쳐 동일한 명령 세트가 주어지면 Thread Director는 실행되는 작업에 차이가 없기 때문에 사실상 아무 작업도 수행하지 않습니다.

Thread Director의 목표는 나노초 수준의 작업 부하에 적응할 수 있는 동적 예약 기능을 만드는 것이었습니다. "여기서 우리의 접근 방식은 '어떻게 하면 비정적으로 만들 수 있을까?'였습니다. 제 생각에는 정말 역동적입니다."

과거에는 동적 스케줄링 최적화가 주로 효율성에 중점을 두었는데 이는 타당합니다. 이 아이디어를 추진한 ARM은 긴 배터리 수명과 고효율을 요구하는 기기용 칩을 주로 설계하고 있다. 반면 Alder Lake는 Intel이 사용하려는 확장 가능한 아키텍처입니다. 고성능 데스크탑 매우 효율적인 임베디드 모바일 솔루션을 제공합니다.

“Alder Lake의 목표는 단순한 에너지 효율성이 아니었습니다. 현재 생태계에 있는 일반적인 하이브리드 구현을 살펴보면 성능을 희생하면서 전력 측면에서 가장 좋은 것이 무엇인지 주장합니다. 우리는 희생하고 싶지 않았습니다.”

Thread Director는 성능 향상에 도움이 되지만 효율성 향상에도 도움이 될 수 있습니다. 이는 Thread Director와 Microsoft가 몇 년 동안 사용해 온 QoS(서비스 품질) API(응용 프로그래밍 인터페이스)로 귀결됩니다. 이 API를 사용하면 개발자는 프로세스에 대한 제한 정책을 설정할 수 있으므로 중요하지 않은 작업이 전력을 덜 소비하도록 할 수 있습니다.

API를 사용하면 Thread Director가 OS에 더 나은 지침을 제공할 수 있습니다. Chabukswar는 이것이 유용한 두 가지 예를 제공했습니다. 예를 들어 웹 브라우저에 여러 개의 탭이 열려 있고 해당 탭 중 하나에 중요하지 않은 애니메이션이 재생될 수 있습니다. 화면에 표시되지 않으므로 작업 일정을 잡을 때 우선순위가 필요하지 않습니다.

마찬가지로 게임의 배경 애니메이션(정적이며 성능에 영향을 주지 않는 애니메이션)은 우선순위가 높은 작업이 아닙니다. 개발자는 이미 이러한 작업을 조정하여 전력 소비를 줄일 수 있으며 이제 하이브리드 아키텍처 전반에 걸쳐 이를 수행할 수 있습니다. "개발자는 이제 운영 체제에 '이 스레드가 이 작업을 수행하고 있다는 것을 알고 있지만 성능이 뛰어난 스레드보다 우선순위를 지정하지 마세요.'라고 말할 수 있습니다."

Windows 11의 Microsoft Edge에는 이미 이 API가 작동하고 있으며 Microsoft는 더 많은 소프트웨어를 최적화하는 과정에 있다고 말합니다. Chabukswar는 "이 QoS API를 사용하여 Thread Director가 제공하는 결정을 향상시킬 수 있습니다."라고 말했습니다.

패러다임 전환?

Alder Lake는 Intel에게 흥미로운 제품입니다. 그리고 지난 몇 세대가 경쟁사에 비해 하향 추세를 보이고 있기 때문에 그럴 필요가 있습니다. 이를 통해 Intel은 획기적인 x86 아키텍처를 약속했으며 하드웨어 기반 스케줄링과 하이브리드 CPU 설계를 활용함으로써 실현될 수 있었습니다.

그러나 다르다는 것이 항상 더 나은 것을 의미하는 것은 아닙니다. Alder Lake가 Intel의 주요 변화인 것은 사실입니다. 특히 이전 세대에서 파생된 최신 세대와 비교할 때 더욱 그렇습니다. Alder Lake가 마침내 출시될 때 이러한 변화가 변화를 가져올 것인지에 대해서는 기다려 봐야 할 것입니다.

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