בשבוע האחרון נשאלתי ע"י מס' אנשים לגבי ליבות, נימים לאחר שפירסמתי לינק (שאפרסם אותו שוב בהמשך פוסט זה) מבחינת ביצועים. למען פוסט זה, אבהיר שכשאני מדבר על "נימים", אני מדבר על Threads, אינטל קוראת לזה HT (או Hyper Threading) ו-AMD קוראת לזה SMT (או Simultaneous multithreading).
כמעט כל מעבדי Xeon של אינטל כוללים HT. אם לדוגמא אתה רוכש מעבד עם 4 ליבות, יש לך 8 נימים. מחלקת השיווק של אינטל תציג לך תמיד גרפים שמראים שמעבד עם 8 נימים יותר מהיר יותר ו"תוכל להריץ יותר משימות". האם זה נכון? ברוב המקרים התשובה היא לא, מכיוון שאתה יכול להריץ את אותה כמות משימות על 4 ליבות, כמו שאתה יכול להריץ על 8 נימים. בסופו של דבר, מי שמריץ את העבודות של הנימים .. הם אותם 4 ליבות.
מדוע אינטל מציעה את אותם HT מזה שנים רבות? התשובה לכך פשוטה: מחיר. במשך שנים רבות אינטל היתה די בודדה בצמרת (אם נשכח לרגע את Sun, אבל המכירות של Sun לשעבר היו קטנות לעומת המכירות של אינטל, לפחות ב-15 השנים האחרונות) ואינטל גבתה מחירים גבוהים מאוד על מעבדים שהיו בסופו של דבר קצת יותר משופרים ממעבדי הדסקטופ שלה (כשאני מדבר על "קצת יותר משופרים" אני מדבר על כך שיש יותר זכרון מטמון ועוד מס' דברים שאינטל לא רצתה שיהיו במעבדי הדסקטופ, כמו תמיכת זכרון ECC, או RAS וכו'). אינטל תמיד ציינה שיצור מעבדים מעל 4 ליבות הוא תהליך יקר עם תפוקה יותר נמוכה, ובכך הם צודקים, אז אינטל ניסתה בעצם "להיפגש באמצע" עם לקוחות, בכך שהם הציעו את ה-HT. אינטל נקטה עוד כמה צעדים שיווקיים כמו "עידוד" היצרנים לייצר לוחות אם בעלי תושבת מעבד כפולה גם אם הלקוח רוצה מעבד יחיד ואין לו כוונה להוסיף מעבד (כיום זה מעט פחות רלוונטי מכיוון שיצרני השרתים מייצרים גם דגמים עם תושבת אחת).
אינטל, בשונה מ-AMD, מייצרת את המעבדים שלה כך שכל הליבות יושבות על פיסת סיליקון בודדת (במעבדי Xeon ישנים בעלי 3 ספרות, היו 2 פיסות סיליקון). ב-AMD לעומת זאת, הלכו על שיטה שונה לגמרי: בכל פיסת סיליקון ישנם 8 ליבות (בגרסאות מעבדים עם פחות מ-8 ליבות הם מבטלים ליבות עם מיקרוקוד), ובמעבדים כמו Threadripper ו-EPYC הם פשוט שמים עד 4 פיסות סיליקון (שנקראים CCX) ומשתמשים בטכנולוגיה שנקראת Infinity Fabric כדי לקשר בין הליבות במהירות של 100 ג'יגהביט לשניה. כך AMD יכולה למכור ברבע עד חצי מחיר מעבדים עם אותה כמות ליבות כמו אינטל.
כפי שציינתי לעיל, ברוב המקרים ל-HT אין יתרון. היכן בעצם יש יתרון (חלקי)? כשאנחנו מעוניינים "לנעוץ" מכונת VM לליבה לוגית (מה שנקרא CPU Affinity) או כשאנחנו מעוניינים להצמיד Process מסוים לליבה לוגית (בתוך ה-OS) כדי לקבל את כל אותם משאבי הליבה הלוגית. שם – יש יתרון ויש יותר גמישות כי יש לך "יותר ליבות".
עוד מקום שיש לו יתרון קטן ל-HT/SMT הוא דווקא בתחום ה-VDI. אם ניקח לדוגמא מערכת Windows ונפעיל אותה על VM, הליבה תהיה עמוסה (יחסית) בזמן ש-Windows עושה Boot, מעלה דרייברים, שרותים, ואפליקציות שונות, אולם מהרגע שהמשתמש ביצע Login והפעיל את האפליקציות שלו, הליבות די "משתחררות" והעומס יורד. מדוע ציינתי "יתרון קטן"? כי אם נרים פתרון VDI של מאות מכונות וירטואליות, שרתים עם כמות ליבות קטנה (פחות מ-16 ליבות פיזיות בכל השרת) ו-HT יתנו ביצועים נמוכים יותר בעת הפעלת מכונות ה-Windows הוירטואליות, וצריכת החשמל תהיה יותר גבוהה.
באתר Phoronix ישנו מאמר שמראה מה קורה אם אנחנו רוצים להריץ אפליקציות Multi Threaded על כמות ליבות שונה, החל מ-2 ליבות (ללא HT) ועד 64 ליבות פיזיות – והשוואה של התוצאות כשמפעילים HT/SMT. המבחנים בוצעו על שרת R7425 של DELL עם 2 מעבדי EPYC של AMD והפצת לינוקס, אך התוצאות יהיו פחות או יותר זהות על מערכת עם מעבדי אינטל.
לסיכום: האם כדאי לכבות את ה-HT? כן, אם יש לכם מכונות VM עם ליבות מרובות או שאתם מריצים דברים "על הברזל" ואותן אפליקציות הן Multi Threaded. אם לעומת זאת, מכונות VM לא ממש מנצלות את הליבות עד תום או שהאפליקציות הן Single Threaded, אז HT לא ממש יפריע. בתחום ה-VDI לעומת זאת, כדאי לשקול לבטל את ה-HT – אחרי בדיקות ביצועים (יש הבדלים שונים בין פתרונות VDI הקיימים בשוק).
