Tecnologia HT

Antes de entendermos o "hiper-thread", é claro, devemos entender o que é um "thread". Para isso precisamos explicar o que é um sistema operacional (SO) multitarefa. Como o próprio nome diz, é um sistema operacional capaz de executar diversos programas (ou processos) simultaneamente, sendo que os exemplos mais comuns são o Windows e o Linux. É claro que essa simultaneidade é falsa, pois existe um único processador. Então, o que acontece é que esse processador é compartilhado entre as diversas tarefas que estão em execução. Como esse compartilhamento é muito rápido, a sensação que se tem é que todas as tarefas estão sendo executadas ao mesmo tempo. É o compartilhamento temporal do processador, ou time-slice.

Em tal sistema multitarefa, cada processo possui uma fatia de tempo. A criação de um processo envolve a geração de um espaço de endereçamento e de uma imagem do aplicativo na memória, envolvendo seção de códigos, dados e pilha. Os "threads" são tarefas que rodam independentemente uma das outras, mas dentro do contexto de um processo. Um "thread" compartilha seção de códigos e dados com o processo pai, mas cada uma tem sua própria pilha e contexto, onde está incluído o contador de programa. Assim, um "thread" requer menos recursos do sistema que um processo e, além disso, a comunicação entre eles é bem simples e rápido.

A tecnologia HT permite que um processador atue como se fossem dois processadores físicos e assim engane os sistemas operacionais e outros programas, levando-os a crer que existam fisicamente dois processadores trabalhando. Por exemplo, ao apresentar imagens e sons em um sistema comum, é necessário compartilhar a CPU entre a descompactação das imagens e o processamento dos sons. Agora, com o "hiper-thread" o sistema operacional pensa que existem dois processadores e despacha a descompactação para um e o processamento de som para a outra e o usuário tem seu sistema respondendo com agilidade. Como se verá adiante, isso é muito mais rápido que ficar compartilhando a CPU entre processos distintos. O que se espera é que o usuário possa disparar um programa relativamente pesado para rodar em "background" e ainda rodar em "foreground" outro processo pesado, sem que o sistema fique lento.

A tecnologia HT fornece um segundo processador lógico em um único encapsulamento, de forma que passam a existir duas arquiteturas lógicas compartilhando um mesmo conjunto de unidades de execução (unidades de ponto flutuante, unidades de inteiros, unidades de endereçamento, etc). Do ponto de vista de software, significa que o sistema operacional e os programas de usuários podem despachar trabalhos da mesma forma que faziam em um sistema com múltiplos processadores.

A técnica HT está baseada no paralelismo a nível de "thread", o qual envolve o chaveamento da utilização dos recursos do processador para um outra "thread" quando o atual enfrentar uma operação de grande latência. Assim, ao permitir que o segundo "thread" entre em execução enquanto a operação de grande latência do primeiro termina, reduz-se a probabilidade do longo "pipeline" esvaziar. Como os dois "threads" compartilham os mesmos recursos, a tecnologia HT pode usar recursos que de outra forma estariam ociosos se somente um "thread"